[发明专利]钴@四氧化三钴纳米粒子嵌入氮掺杂碳纳米管材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种Co@Co₃O₄纳米粒子嵌入氮掺杂碳纳米管材料的制备方法，其特征在于，包括：

1)将钴源、P123、氮源和溶剂进行混合制得前驱体溶液，接着将所述前驱体溶液中溶剂去除以得到混合物；

2)将所述混合物研磨得到粉状物，接着将所述粉状物在保护气的存在下进行煅烧以制得所述Co@Co₃O₄纳米粒子嵌入氮掺杂碳纳米管材料；

其中，所述氮源选自三聚氰胺、尿素和2-甲基咪唑中的至少一者。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在所述前驱体溶液中，相对于0.1mmol的钴源，所述P123的用量为0.15-0.3g，所述氮源的用量为0.25-0.4g；

优选地，相对于0.1mmol的钴源，所述溶剂的用量为2-5mL。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤1)中，所述混合通过在15-30℃下搅拌时间为0.5-2h完成。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤1)中，所述溶剂去除采用干燥方式，其中，所述干燥满足以下条件：干燥温度为50-80℃，干燥时间为48-72h。

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：自15-25℃以4-6℃/min的速率升温至600-800℃并保温1-2h，接着以4-6℃/min的速率降温至15-25℃。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述钴源选自六水合硝酸钴、草酸钴和氯化钴中的至少一者，所述溶剂选自去离子水、乙醇和甲醇中的至少一者，所述保护气选自氮气、氩气和氦气中的至少一者。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述钴源由钴源水溶液提供，且所述钴源水溶液的浓度为0.08-0.15mol/L；所述P123由P123水溶液提供，且所述P123水溶液的浓度为0.1-0.15g/mL。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，步骤1)的填料顺序如下：首先，将P123水溶液加入到钴源水溶液中制得混合溶液；然后向所述混合溶液中加入三聚氰胺，搅拌混合制得前驱体溶液。

9.一种Co@Co₃O₄纳米粒子嵌入氮掺杂碳纳米管材料，其特征在于，所述Co@Co₃O₄纳米粒子嵌入氮掺杂碳纳米管材料通过权利要求1-8中任意一项所述的制备方法制备而得。

10.一种如权利要求9所述的Co@Co₃O₄纳米粒子嵌入氮掺杂碳纳米管材料在ORR电催化中的应用。