[发明专利]一种以金属离子催化有机配体制备碳纳米笼的方法及其制备的碳纳米笼和应用

摘要

本发明涉及一种以金属离子催化有机配体制备碳纳米笼的方法及其制备的碳纳米笼和应用。本发明是将有机配体水溶液与金属盐水溶液按比例混匀后在常温条件下反应反应2～24h，获得菱形十二面体结构的金属有机框架前驱体，然后将所述前驱体在惰性气体氛围中加热至350～500℃恒温煅烧1～2h，然后继续升温至800～900℃恒温煅烧1～4h，冷却后经酸洗、水洗、干燥处理，获得碳纳米笼。本发明获得的碳纳米笼的尺寸是目前报道直径最小的，尺寸约为10nm左右，另外，本发明所制备的超细碳纳米笼结构具有丰富的孔隙结构、大的比表面积与优异的电化学性能，而且制备价格低廉，能够高效投入生产使用，拥有较大的市场竞争力。

主权项

1.一种以金属离子催化有机配体制备碳纳米笼的方法，其特征在于：所述方法具体包括如下步骤：(1)按配比将有机配体溶于蒸馏水中，搅拌均匀后形成A溶液，其中：所述有机配体为咪唑、甲基咪唑、2‑甲基咪唑、苯并咪唑、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、苯并咪唑甲酸、吡啶和联吡啶中的任一种或多种；(2)按配比将金属盐溶于蒸馏水中，搅拌均匀后形成B溶液，所述金属盐为锆盐、铜盐、铁盐、锌盐、镍盐、钴盐和钼盐中的任意两种或多种；(3)缓慢将B溶液加入到A溶液中，在常温条件下反应2～24h，反应结束后，将产物离心、洗涤，获得菱形十二面体结构的金属有机框架前驱体；(4)将所述金属有机框架前驱体置于高温炉中，并在惰性气体氛围条件下加热至350～500℃恒温煅烧1～2h，然后继续升温至800～900℃恒温煅烧1～4h，自然冷却至室温，再将所得产物依次经酸洗、水洗处理后干燥，获得碳纳米笼状粉体。