[发明专利]一种基于凝胶热解的钴-氮掺杂碳复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种基于凝胶热解的钴-氮掺杂碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述复合材料是利用钴与有机配体配位制备凝胶前驱体，再通过高温碳化得到的，其中有机配体为三聚氰胺和烟酸，包括以下步骤：

（1）将三聚氰胺、烟酸和醋酸钴分别加入去离子水中，得到三聚氰胺溶液、烟酸溶液和醋酸钴溶液，将这三种溶液混合并搅拌，冷却，得到钴的复合凝胶；其中三聚氰胺、烟酸和醋酸钴的摩尔比为1:1:0~0.05，且醋酸钴不为0；三聚氰胺溶液的浓度为0.1~0.2mmol/mL，烟酸溶液的浓度为0.1~0.3mmol/mL，醋酸钴溶液的浓度为0.001~0.1mmol/mL，混合温度为80-100℃；

（2）将步骤（1）中钴的复合凝胶老化，置于冻干机中干燥40-50h，得到干凝胶，碳化，酸洗，再干燥，得到基于凝胶热解的钴-氮掺杂碳复合材料。

2.按照权利要求1所述的一种基于凝胶热解的钴-氮掺杂碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中搅拌时间为8-15min。

3.按照权利要求1所述的一种基于凝胶热解的钴-氮掺杂碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中老化时间为2-4d。

4.按照权利要求1所述的一种基于凝胶热解的钴-氮掺杂碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中碳化的工艺参数为：碳化气氛为惰性气体，碳化温度为600~800℃，碳化时间为1-3h，升温速率为3~6℃/min。

5.按照权利要求4所述的一种基于凝胶热解的钴-氮掺杂碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气。

6. 按照权利要求1所述的一种基于凝胶热解的钴-氮掺杂碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中酸洗为：用1 mol/L盐酸搅拌5-7h。

7.一种如权利要求1所述的制备方法制备得到的基于凝胶热解的钴-氮掺杂碳复合材料。

8.一种如权利要求1所述的制备方法制备得到的基于凝胶热解的钴-氮掺杂碳复合材料的应用，其特征在于，用于氧还原催化剂。