[发明专利]一种Co-Zn双金属有机骨架电催化析氧材料及其制法

权利要求书

1.一种Co-Zn双金属有机骨架电催化析氧材料，包括以下重量份数配比的配方原料，其特征在于：32-50份六水合硝酸钴、14-20份七水硫酸锌、25-30份有机配体、5-8份稳定剂、6-10份羟基化碳纳米管、0.05-0.1份硅烷偶联剂，制法包括以及以下实验药品：蒸馏水、N,N-二甲基甲酰胺，无水乙醇；所述一种Co-Zn双金属有机骨架电催化析氧材料，制备方法包括如下：

(1)制备硅烷偶联剂改性羟基化石墨烯：向水热合成自动反应釜中加入500-800mL无水乙醇，再依次称取6-10份羟基化碳纳米管和0.05-0.1份硅烷偶联剂加入到反应釜中，加热至120-130℃，磁力搅拌反应12-15h，使碳纳米管上的活性羟基和硅烷偶联剂3-氨丙基三甲氧基硅烷上的氨基形成大量键能较高的O-H…N氢键，反应结束后将物料过滤除去溶剂得到固体混合物，并用200mL无水乙醇和1000mL蒸馏水的混合溶剂洗涤混合物，并置于烘箱中加热至70-75℃，干燥6-8h得到硅烷偶联剂改性羟基化石墨烯；

(2)制备双金属有机骨架Co_2.6-3 Zn_1-1.4 -MOFs：向2000mL反应瓶中加入400-500mL蒸馏水，再依次称取32-50份六水合硝酸钴和14-20份七水硫酸锌，均匀搅拌使固体物溶解后，再加入700-1000mL N,N-二甲基甲酰胺、25-30份有机配体3,3',5,5'-联苯四甲酸和5-8份稳定剂聚乙烯吡咯烷酮，搅拌均匀后，将反应瓶中的物料全部转移进水热合成自动反应釜中，加热至140-150℃，磁力搅拌反应30-35h，反应结束后将反应釜冷却至室温，将物料通过布氏漏斗抽滤除去溶剂，得到固体产物混合物，依次使用4000-6000mL蒸馏水和500-700mL无水乙醇洗涤固体产物混合物，洗涤干净后置于烘箱中加热至80-85℃干燥5-7h，得到产物双金属有机骨架Co_2.6-3 Zn_1-1.4 -MOFs；

(3)制备Co-Zn双金属有机骨架负载石墨烯的电催化析氧材料：向1000mL反应瓶中加入200-400mL无水乙醇，再依次加入上述步骤(1)制得的硅烷偶联剂改性羟基化石墨烯和步骤(2)制得的双金属有机骨架Co_2.6-3 Zn_1-1.4-MOFs，搅拌均匀后，将反应瓶置于超声波纳米材料分散器中，超声功率为1000W，超声频率为25KHz，加热至40-45℃进行超声处理4-6h，使物料充分分散均匀，超声分散后将反应瓶置于烘箱中，加热至70-75℃缓慢挥发乙醇溶剂，直至固液比为70-85％，得到Co-Zn双金属有机骨架负载石墨烯的电催化析氧材料。

2.根据权利要求1所述的一种Co-Zn双金属有机骨架电催化析氧材料，其特征在于：所述六水合硝酸钴为Co(NO₃)₂·6H ₂ O，其中Co(NO₃)₂质量分数为58.5-61.2％。

3.根据权利要求1所述的一种Co-Zn双金属有机骨架电催化析氧材料，其特征在于：所述七水硫酸锌为ZnSO₄·7H ₂ O，其中ZnSO ₄质量分数为51.8-53.1％。

4.根据权利要求1所述的一种Co-Zn双金属有机骨架电催化析氧材料，其特征在于：所述有机配体为3,3',5,5'-联苯四甲酸，分子式为C₁₆ H₁₀ O₈。

5.根据权利要求1所述的一种Co-Zn双金属有机骨架电催化析氧材料，其特征在于：所述稳定剂为聚乙烯吡咯烷酮，平均分子量为24000，质量分数≥97.2％。

6.根据权利要求1所述的一种Co-Zn双金属有机骨架电催化析氧材料，其特征在于：所述羟基化碳纳米管为规格为长度10-30um，直径3-8nm，其中羟基含量为7-9％。