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专利号: 2018114541059
申请人: 安徽师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2023-12-08
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种ZIF-8@FeMOF衍生的Fe-N共掺杂碳材料的制备方法,其特征在于,包括:

1)在溶剂中,将FeMOF、锌源、2-甲基咪唑、表面活性剂进行接触反应以制得ZIF-8@FeMOF;

2)将所述ZIF-8@FeMOF进行煅烧以制得所述ZIF-8@FeMOF衍生的Fe-N共掺杂碳材料;

其中,所述FeMOF为Fe3+与有机配体所组成的具有网状结构的金属-有机骨架材料;所述ZIF-8由Zn2+与2-甲基咪唑反应得到的沸石咪唑酯骨架材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其中,在步骤1)中,所述FeMOF、锌源、2-甲基咪唑、表面活性剂的用量比为10mg:1-4mmol:7-16mmol:0.01-0.05mmol;

优选地,所述FeMOF、溶剂的用量比为10mg:50-100mL。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其中,在步骤1)中,所述接触反应满足以下条件:反应温度为20-30℃,反应时间为3-5h;

优选地,步骤1)的添料顺序为:先将锌源分散于溶剂中形成混合物一,将2-甲基咪唑、表面活性剂分散于溶剂中形成混合物二;然后将所述混合物一、混合物二、FeMOF进行混合。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其中,在步骤1)中,所述锌源选自六水合硝酸锌、硫酸锌、氯化锌中的至少一者;

优选地,所述表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵CTAB、聚乙烯吡咯烷酮PVP、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的至少一者;

更优选地,所述溶剂选自无水甲醇、二次蒸馏水、N,N-二甲基甲酰胺DMF中的至少一者。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其中,在步骤2)中,所述煅烧满足以下条件:在惰性气体中,自20-35℃以3-5℃/min的速率升温至800-1000℃并保温1-3h,接着以5-10℃/min的速率降温至20-40℃;

优选地,所述惰性气体为氮气和/或氩气。

6.根据权利要求1所述的制备方法,其中,在所述接触反应之后,所述制备方法还包括:将反应体系离心去除溶剂,接着干燥;

优选地,所述干燥满足以下条件:干燥温度为50-70℃,干燥时间为12-24h。

7.根据权利要求1所述的制备方法,其中,所述FeMOF由以下方法制备而得:在溶剂中,将铁源、有机配体进行热处理;

优选地,所述热处理满足以下条件:温度为140-160℃,时间为12-26h。

更优选地,所述铁源、有机配体的用量比为1.1mmol:0.5-1mmol;

进一步优选地,所述铁源、溶剂用量比为1.1mmol:10-20mL。

8.根据权利要求7所述的制备方法,其中,所述铁源选自硫酸铁、六水合氯化铁、硝酸铁中的至少一者;

优选地,所述有机配体选自对苯二甲酸、邻苯二甲酸、2-氨基对苯二甲酸中的至少一者;

优选地,所述溶剂选自无水甲醇、二次蒸馏水、N,N-二甲基甲酰胺DMF中的至少一者。

9.一种ZIF-8@FeMOF衍生的Fe-N共掺杂碳材料,其特征在于,所述ZIF-8@FeMOF衍生的Fe-N共掺杂碳材料通过权利要求1-8中任意一项所述的制备方法制备而得。

10.一种根据权利要求9所述的ZIF-8@FeMOF衍生的Fe-N共掺杂碳材料在氧还原催化反应中的应用。