[发明专利]四氧化三锰纳米晶@3D蜂窝状分级多孔网络框架碳复合材料及其制备和应用

权利要求书

1.一种Mn₃O₄纳米晶@3D蜂窝状分级多孔网络框架碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

(1)将直径20nm的SiO₂纳米球、直径350nm的SiO₂小球、分子量58000的聚乙烯吡咯烷酮加入到乙醇中，超声分散并搅拌60min；然后将所得混合液加热至沸腾，并保持沸腾至干燥；将所得产物在氩气保护下，加热至600-800℃保温1-3h；碳化后的产物分散于2mol L^-1NaOH水溶液，加热至50-90℃，搅拌反应2-10h，然后离心分离，去离子水清洗数遍，80℃烘干，得到3D蜂窝状分级多孔网络框架碳；

(2)将3D蜂窝状分级多孔网络框架碳超声分散在去离子水中，在搅拌下加入KMnO₄和Na₂SO₄，室温下反应3-10h，产物离心分离，洗涤，80℃烘干；烘干产物在氩气保护下，加热到200-500℃保温1-3h，得到所述Mn₃O₄纳米晶@3D蜂窝状分级多孔网络框架碳复合材料；

所述Mn₃O₄纳米晶@3D蜂窝状分级多孔网络框架碳复合材料中：所述3D蜂窝状分级多孔网络框架碳呈现立体多孔网络框架结构，在其每一个框架体内含有蜂窝状介孔；所述Mn₃O₄纳米晶紧密耦合于碳框架表面和蜂窝状介孔内部。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Mn₃O₄纳米晶的粒径为2-50nm，所述3D蜂窝状分级多孔网络框架碳的框架直径20-100nm，框架间的孔洞直径10-200nm，蜂窝状介孔直径20nm，所述3D蜂窝状分级多孔网络框架碳还含有直径350nm的大孔。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，相对于170mg所述的SiO₂纳米球，所述SiO₂小球的用量为30mg，所述聚乙烯吡咯烷酮的用量为2000mg，所述乙醇的用量为50mL，所述NaOH水溶液的用量为500mL。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，相对于30mg所述的3D蜂窝状分级多孔网络框架碳，所述去离子水的用量为30mL，所述KMnO₄的用量为23.7-189.6mg，所述Na₂SO₄的用量为21.3-170.4mg。