[发明专利]一种氮掺杂碳复合石墨烯包覆钴纳米阵列催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种氮掺杂碳复合石墨烯包覆钴纳米阵列催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

以碳源、氮源、氧化石墨烯及碳布为反应原料，在液体媒介中，于180~220 ℃温度下反应10~15 h，即获得碳布前驱体；

将钴盐及获得的碳布前驱体均匀分散至有机溶剂中进行沉积反应，使钴盐均匀沉积于碳布前驱体上，干燥去除有机溶剂后得到碳布样品；

将得到的碳布样品在氩气或氢气与氩气混合氛围下，于400~500 ℃温度下反应1~6 h，即得氮掺杂碳复合石墨烯包覆钴纳米阵列催化剂；

所述氧化石墨烯、碳源及氮源的质量比为1:53:16~20；

所述碳源为柠檬酸、葡萄糖或乙酸；所述氮源为尿素、硫酸铵或氨水；

所述液体媒介由等体积的乙醇和去离子水配制而成；

所述有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、乙腈或丙酮。

2.根据权利要求1所述的一种氮掺杂碳复合石墨烯包覆钴纳米阵列催化剂的制备方法，其特征在于，所述钴盐与所述碳布前驱体的质量比为1:1.28~5.1。

3.根据权利要求2所述的一种氮掺杂碳复合石墨烯包覆钴纳米阵列催化剂的制备方法，其特征在于，所述钴盐包括硝酸钴、硫酸钴或氯化钴。

4.根据权利要求1所述的一种氮掺杂碳复合石墨烯包覆钴纳米阵列催化剂的制备方法，其特征在于，所述碳布在与碳源、氮源及氧化石墨烯反应之前，还经过以下处理：

将碳布依次在硝酸溶液、去离子水中及乙醇中各超声30 min。

5.根据权利要求1所述的一种氮掺杂碳复合石墨烯包覆钴纳米阵列催化剂的制备方法，其特征在于，在氩气或氢气氩气氛围下的升温速率为5~10 ℃/min。

6.一种根据权利要求1-5任意一项所述的制备方法制成的氮掺杂碳复合石墨烯包覆钴纳米阵列催化剂。

7.权利要求6所述的氮掺杂碳复合石墨烯包覆钴纳米阵列催化剂在电解水制氢中的应用。