[发明专利]一种基于金属有机骨架的掺氮碳材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种基于金属有机骨架的掺氮碳材料，其特征在于，制备方法包括如下步骤：

1）将Co(NO₃)₂•6H₂O， 5-羧基苯并三氮唑，溶剂为N,N-二甲基甲酰胺和水，加入容器中，于常温下搅拌45分钟；

2）将容器密封后放入烘箱中，于473 K下，保持12小时；

3）以4℃/min的速率降到室温，静置至少1天后，得到晶体；

4）将晶体用N,N-二甲基甲酰胺洗涤，过滤，干燥，得到前驱体；

5）以5℃/min的升温速率升温至800℃，在惰性气氛中，于800℃，对前驱体进行热解处理3-4h，冷却至室温，获得碳骨架；

6）将所得碳骨架浸泡在氮源的甲醇溶液中，室温搅拌12-14h，洗涤，干燥；

7）将干燥后的产物以5℃/min的升温速率升温至900℃后，再热解处理3-4h，得基于金属有机骨架的掺氮碳材料。

2.根据权利要求1所述的一种基于金属有机骨架的掺氮碳材料，其特征在于，按质量比，Co(NO₃)₂•6H₂O : 5-羧基苯并三氮唑=2.5-3.5 : 1。

3.根据权利要求1所述的一种基于金属有机骨架的掺氮碳材料，其特征在于，步骤1）中，按体积比，N,N-二甲基甲酰胺 : 水=1-2 : 1。

4.根据权利要求1所述的一种基于金属有机骨架的掺氮碳材料，其特征在于，所述的氮源为尿素。

5.权利要求1所述的一种基于金属有机骨架的掺氮碳材料在燃料电池中的应用。

6.根据权利要求5所述的一种基于金属有机骨架的掺氮碳材料在燃料电池中的应用，其特征在于，所述的基于金属有机骨架的掺氮碳材料作为阴极氧还原反应催化剂修饰在工作电极上。

7.根据权利要求6所述的一种基于金属有机骨架的掺氮碳材料在燃料电池中的应用，其特征在于，方法如下：取权利要求1所述的基于金属有机骨架的掺氮碳材料，加入乙醇溶液和Nafion溶液，混合均匀，配制成墨水，将墨水超声分散均匀；取墨水滴在干净的玻碳电极表面，自然晾干。