[发明专利]一种纳米立方氮化钴-氮掺杂碳复合材料、制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种锂空气电池用双功能催化剂材料制备方法。所述空气电极催化剂材料为纳米立方氮化钴‑氮掺杂碳复合材料，其制备方法为将钴盐、聚乙烯吡咯烷酮分散在甲醇中得分散液，再将2‑甲基咪唑溶于甲醇中得到另一分散液；随后将两种分散液混合，充分搅拌反应后静置纯化、洗涤得到纳米级金属有机框架配合物；将所述的配合物在300～400℃下进行分段热处理，前段采用惰性气氛，后段通入氨气；最终得到所述的纳米立方氮化钴‑氮掺杂碳复合材料。将该材料应用于锂空气电池催化剂，氮化物的高电子传输性及稳定的催化性能，可有效的降低锂空气电池充放电过电势、提高电池双程效率、延长电池的循环寿命。本发明的优点是，催化剂材料催化性能优异，制备方法简单可控、操作性强、生产成本低廉。

主权项

1.一种纳米立方氮化钴‑氮掺杂碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)：钴盐、聚乙烯吡咯烷酮和2‑甲基咪唑反应，制得纳米级金属有机框架配合物；其中2‑甲基咪唑和钴盐的摩尔比为4～16∶1；钴盐和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1～10∶1；步骤(2)：将步骤(1)制得的纳米级金属有机框架配合物在300～400℃下进行分段连续煅烧，制得纳米立方氮化钴‑氮掺杂碳复合材料；所述分段连续煅烧过程中，先在保护气氛下进行前段煅烧，随后保持温度并通入氨气进行后段煅烧。