[发明专利]一种含钴镍金属化合物纳米复合材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种含钴镍金属化合物纳米复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备ZIF-67/C-CNTs纳米复合材料

S1、取(0.5～1.5)*a₁ g多壁碳纳米管(CNTs)置于圆底烧瓶中，随后加入(60～100)*a₁mL混合酸，在60～100℃下搅拌1～6h，冷却至室温后，将产物离心并洗涤至中性，干燥，得到羧基化碳纳米管(C-CNTs)；

S2、取(10～30)*a₂ mg C-CNTs与(80～120)*a₂ mg聚乙烯吡咯烷酮加入(20～30)*a₂mL无水甲醇中，超声处理10～60min，得到分散液A；将Co(NO₃)₂·6H₂O和2-甲基咪唑分别加入(20～30)*a₂ mL无水甲醇中，超声处理10～30min，得到溶液B和溶液C；

S3、将溶液B缓慢倒入分散液A中，搅拌10～30min后，再将溶液C迅速倒入上述反应体系中，然后在室温下继续搅拌12～24h，反应完成后，将产物洗涤干燥，得到ZIF-67/C-CNTs纳米复合材料；

步骤S1和步骤S2中，a₁、a₂均为正数；

(2)制备ZIF-67衍生的Co₃S₄/C-CNTs纳米复合材料

将(80～120)*b mg ZIF-67/C-CNTs纳米复合材料和(300～400)*b mg硫代乙酰胺分别加到(25～50)*b mL无水乙醇中，再混合均匀，将得到的混合液转移到反应釜中进行溶剂热反应，结束后冷却至室温，将产物洗涤干燥，得到中空Co₃S₄/C-CNTs纳米复合材料；其中，b为正数；

(3)制备含钴镍金属化合物纳米复合材料

将(40～60)*c mg Co₃S₄/C-CNTs纳米复合材料和(50～150)*c mg Ni(NO₃)₂·6H₂O分别加到(25～50)*c mL无水乙醇中，再混合均匀，将得到的混合液转移到反应釜中进行溶剂热反应，结束后冷却至室温，将产物洗涤干燥，得到含钴镍金属化合物纳米复合材料；其中，c为正数。

2.根据权利要求1所述的一种含钴镍金属化合物纳米复合材料的制备方法，其特征在于：所述干燥条件为：60～80℃真空干燥箱内干燥12～24h。

3.根据权利要求1所述的一种含钴镍金属化合物纳米复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述混合酸为浓硝酸与浓硫酸按体积比为1：2～4混合而成。

4.根据权利要求1所述的一种含钴镍金属化合物纳米复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述第一次超声处理时间为50～60min，第二次超声处理时间为10～20min。

5.根据权利要求1所述的一种含钴镍金属化合物纳米复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述Co(NO₃)₂·6H₂O和2-甲基咪唑物质的量比＝1：4～6。

6.根据权利要求1所述的一种含钴镍金属化合物纳米复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述溶剂热反应条件为：反应温度为120～160℃，反应时间为1～4h。

7.根据权利要求1所述的一种含钴镍金属化合物纳米复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述溶剂热反应条件为：反应温度为120～160℃，所述反应时间为1～4h。

8.根据权利要求1所述的一种含钴镍金属化合物纳米复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)和(3)中，所述混合均匀为：先磁力搅拌10～20min，再超声处理10～20min。