[发明专利]模板法制备非球形中空结构纳米笼复合材料的方法

权利要求书

1.模板法制备非球形中空结构纳米笼复合材料，其特征在于：先合成ZIF-67纳米晶体，再以ZIF-67为模板，将其分散于硝酸盐的乙醇溶液中，搅拌、离心、干燥后，在300～350℃的空气中以2℃min^-1的速率退火2～3ｈ制备而成。

2.根据权利要求1所述模板法制备非球形中空结构纳米笼复合材料，其特征在于，所述ZIF-67纳米晶体的合成，包括：称取硝酸钴和2-甲基咪唑分别溶解在甲醇中搅匀成溶液，其中硝酸钴和2-甲基咪唑的摩尔比为1：4.0～16，溶质单位为毫摩尔，甲醇体积为25～45mL；然后将2-甲基咪唑溶液在搅拌下迅速倒入硝酸钴溶液中，充分搅拌后室温老化12～36h，经离心收集得到紫色沉淀物并在60℃下干燥12h得到ZIF-67纳米晶体。

3.根据权利要求1所述模板法制备非球形中空结构纳米笼复合材料，其特征在于：所述硝酸盐为硝酸锌，硝酸铜或硝酸锌和硝酸铜二者混合物。

4. 根据权利要求2所述模板法制备非球形中空结构纳米笼复合材料，其特征在于：所述硝酸钴和2-甲基咪唑的摩尔比为1:4，溶质单位为毫摩尔，甲醇体积为25mL 。

5.根据权利要求2所述模板法制备非球形中空结构纳米笼复合材料，其特征在于：将2-甲基咪唑溶液在搅拌下迅速倒入硝酸钴溶液中，充分搅拌后室温老化24h。

6. 根据权利要求3所述模板法制备非球形中空结构纳米笼复合材料，其特征在于：所述硝酸盐为硝酸锌时制得ZnCo₂O₄@Co₃O₄非球形中空结构纳米笼，包括：将ZIF-67分散在硝酸锌的乙醇溶液中，所述ZIF-67：硝酸锌：乙醇的质量体积比为40mg ：20～80mg ：15～35mL，优选40mg ：80mg： 25mL，持续搅拌1h后，形成ZIF-67 / Zn-Co氢氧化物纳米笼颗粒通过离心并收集，60℃下干燥12h，然后在300～350℃的空气中以2℃min^-1的速率将ZIF-67/Zn-Co氢氧化物纳米笼粒子退火2～3ｈ，优选350℃，2h，得到ZnCo₂O₄@Co₃O₄非球形中空结构纳米笼。

7. 根据权利要求3所述模板法制备非球形中空结构纳米笼复合材料，其特征在于：所述硝酸盐为硝酸铜时制得CuO@Co₃O₄非球形中空结构纳米笼，包括：将ZIF-67分散在硝酸铜的乙醇溶液中，所述ZIF-67：硝酸铜：乙醇的质量体积比为40mg ：20～80mg ：15～35mL，优选40mg ：80mg： 25mL，持续搅拌1h后，形成ZIF-67 / Cu-Co氢氧化物纳米笼颗粒通过离心并收集，在60℃下干燥12h，然后在300～350℃的空气中以2℃min^-1的速率将ZIF-67/Cu-Co氢氧化物纳米笼粒子退火2～3h，优选350℃，2h，得到CuO@Co₃O₄非球形中空结构纳米笼。

8. 根据权利要求3所述模板法制备非球形中空结构纳米笼复合材料，其特征在于：所述硝酸盐为硝酸锌和硝酸铜等比例混合时制得CuO@ ZnCo₂O₄@Co₃O₄非球形中空结构纳米笼：将ZIF-67分散在硝酸锌和硝酸铜的乙醇溶液中，所述ZIF-67：硝酸锌：硝酸铜：乙醇的质量体积比为40mg ：10～70mg：10～70mg ：15～35mL，优选40mg ：40mg：40mg：25mL，搅拌1h后，形成ZIF-67 / Cu-Zn-Co氢氧化物纳米笼颗粒通过离心并收集，在60℃下干燥12h，然后在300～350℃的空气中以2℃min^-1的速率将ZIF-67/ Cu-Zn-Co氢氧化物纳米笼粒子退火2～3h，优选350℃，2h，得到CuO@ ZnCo₂O₄@Co₃O₄非球形中空结构纳米笼。

9.根据权利要求1-8任一所述方法制得的非球形中空结构纳米笼复合材料。