[发明专利]过渡金属金刚烷盐和氧化物纳米复合材料的合成

权利要求书

1.一种制备过渡金属纳米复合材料的方法，所述方法包含：

将具有式M(OH)₂的过渡金属氢氧化物和具有至少一个羧酸部分的类金刚石(diamondoid)化合物混合以形成反应物混合物，其中M选自钴(Co)、铜(Cu)和镍(Ni)，并且所述类金刚石化合物选自金刚烷、二金刚烷或三金刚烷的羧酸；

在反应温度下对所述反应物混合物进行水热处理持续至少12小时的反应时间，以形成过渡金属金刚烷羧酸盐；并且

在还原性气氛下在高于200℃的分解温度下，将所述过渡金属金刚烷羧酸盐热分解持续长于1小时的分解时间，以形成所述过渡金属纳米复合材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述类金刚石化合物是1-金刚烷羧酸，并且所述过渡金属氢氧化物的氧化态是M²⁺，其中M选自钴(Co)、铜(Cu)或钴和铜的组合。

3.根据权利要求2所述的方法，其中以提供0.5:1到1:1的反应混合物中M²⁺与1-金刚烷羧酸的摩尔比的量混合所述过渡金属氢氧化物和所述1-金刚烷羧酸。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述反应温度为100℃到180℃。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述过渡金属氢氧化物是Co(OH)₂或Cu(OH)₂，并且所述反应温度为110℃。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中热分解所述过渡金属金刚烷羧酸盐进一步包含将所述过渡金属金刚烷羧酸盐以每分钟5℃的速率从室温加热到所述分解温度，并且其中所述分解温度为至少450℃，并且所述分解时间为至少4小时。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述过渡金属纳米复合材料包含过渡金属氧化物颗粒。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中以所述过渡金属纳米复合材料的总重量计，所述过渡金属纳米复合材料包含70wt.％到80wt.％金属氧化物和20wt.％到30wt.％碳。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述过渡金属金刚烷羧酸盐包含Co-AC。

10.根据权利要求9所述的方法，其中钴氧化物包含CoO、Co₃O₄或CoO和Co₃O₄的混合物。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述过渡金属金刚烷羧酸盐包含Ni-AC。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述过渡金属纳米复合材料包含构造为多孔纳米晶须的NiO微晶。

13.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中所述过渡金属金刚烷羧酸盐包含Cu-AC。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述过渡金属纳米复合材料包含碳薄片和负载在碳薄片上的铜氧化物纳米颗粒。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述铜氧化物包含CuO、Cu₂O或CuO和Cu₂O的混合物。