[发明专利]一种基于Co-MOF的多孔复合自支撑催化剂的制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种基于Co‑MOF的多孔复合自支撑催化剂的制备方法以及基于该催化剂电催化的应用，属于纳米催化、纳米材料等技术领域。其主要步骤是采用三聚氰胺泡沫依次浸渍吸附Co(NO3)3水溶液、配体三聚氰酸H3CA溶液，微波辐射，制得三聚氰胺泡沫负载Co‑MOF的多孔复合材料，将其氧化和热解，制得Co3O4纳米粒子负载在碳氮基质上的多孔自支撑复合材料，即基于Co‑MOF的多孔复合自支撑催化剂。该催化剂的制备所用原料成本低，制备工艺简单，反应能耗低，具有工业应用前景。该催化剂用于该用于电催化固氮成氨，具有良好的电化学活性与稳定性。

主权项

1.一种基于Co‑MOF的多孔复合自支撑催化剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：（1）制备多孔Co‑MOF/MF复合材料将0.8‑1.0 mmol Co(NO₃)₃•6H₂O 溶解在 2‑3 mL水中，制得Co(NO₃)₃水溶液；将1 cm × 1cm × 0.5 cm活化的三聚氰胺泡沫MF浸渍在Co(NO₃)₃水溶液中，振摇吸附20‑30 min后，加入8‑10 mL、含0.5‑0.6 mmol 三聚氰酸H₃CA 的DMF溶液，继续振摇吸附20‑30 min；将该混合物置入微波炉中加热40‑50 min，微波炉功率为100‑120 W、反应温度为120‑140 ℃，自然冷却到室温，取出三聚氰胺泡沫；将其用水洗涤3次后，95 ℃干燥至恒温，制得多孔Co‑MOF/MF复合材料；（2）多孔Co‑MOF/MF复合材料的氧化‑热解将多孔Co‑MOF/MF复合材料，置于管式炉中，空气气氛下300 ℃氧化‑热解2 h，制得Co₃O₄纳米粒子负载在碳氮基质上的多孔自支撑复合材料，即基于Co‑MOF的多孔复合自支撑催化剂。