[发明专利]一种泡沫碳掺混ZIF-67热解衍生碳材料及其制备方法

权利要求书

1.一种泡沫碳掺混ZIF-67热解衍生碳材料，其特征在于，其由以下方法制备得到：

1）合成锌掺杂的泡沫碳：将六水合硝酸锌与蔗糖粉末混合均匀，油浴加热得到蔗糖和硝酸锌的液态混合物后，快速置于鼓风干燥箱中干燥得到锌掺杂的泡沫碳；

2）合成ZIF-67：将六水合硝酸钴和2-甲基咪唑粉末分别溶于甲醇中并超声分散均匀得到硝酸钴溶液和2-甲基咪唑溶液，然后将两种溶液混合得到混合溶液，室温搅拌12~24h，离心并用甲醇醇洗至上清液清澈透明后，将沉淀真空干燥得到ZIF-67粉末；

3）合成泡沫碳掺混ZIF-67热解衍生碳材料：将步骤1）所得锌掺杂的泡沫碳与步骤2）所得ZIF-67粉末混合均匀，然后置于管式炉中，在惰性气氛下进行热解处理并冷却至室温得到泡沫碳掺混ZIF-67热解衍生碳材料；

步骤3）所述锌掺杂的泡沫碳与ZIF-67粉末质量比为1：5~25。

2.根据权利要求1所述的泡沫碳掺混ZIF-67热解衍生碳材料，其特征在于，步骤1）所述六水合硝酸锌与蔗糖粉末的质量比为2~4：1。

3.根据权利要求1所述的泡沫碳掺混ZIF-67热解衍生碳材料，其特征在于，步骤1）油浴加热温度为110~120℃。

4.根据权利要求1所述的泡沫碳掺混ZIF-67热解衍生碳材料，其特征在于，步骤2）所述六水合硝酸钴和2-甲基咪唑摩尔比为1：8~10。

5.根据权利要求1所述的泡沫碳掺混ZIF-67热解衍生碳材料，其特征在于，步骤2）所述硝酸钴溶液浓度为0.02~0.08mmol/mL，所述2-甲基咪唑溶液浓度为0.1~0.8mmol/mL。

6.根据权利要求1所述的泡沫碳掺混ZIF-67热解衍生碳材料，其特征在于，步骤3）所述热解处理工艺为：室温下以5℃/min的升温速率升温至600~700℃，保温2h，保护气为H₂与Ar的混合气体，气体流速为50~100mL/min，H₂与Ar的混合气体中H₂体积比为5~10%。

7.一种权利要求1-6任一所述的泡沫碳掺混ZIF-67热解衍生碳材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）合成锌掺杂的泡沫碳：将六水合硝酸锌与蔗糖粉末混合均匀，油浴加热得到蔗糖和硝酸锌的液态混合物后，快速置于鼓风干燥箱中干燥得到锌掺杂的泡沫碳；

2）合成ZIF-67：将六水合硝酸钴和2-甲基咪唑粉末分别溶于甲醇中并超声分散均匀得到硝酸钴溶液和2-甲基咪唑溶液，然后将两种溶液混合得到混合溶液，室温搅拌12~24h，离心并用甲醇醇洗至上清液清澈透明后，将沉淀真空干燥得到ZIF-67粉末；

3）合成泡沫碳掺混ZIF-67热解衍生碳材料：将步骤1）所得锌掺杂的泡沫碳与步骤2）所得ZIF-67粉末混合均匀，然后置于管式炉中，在惰性气氛下进行热解处理并冷却至室温得到泡沫碳掺混ZIF-67热解衍生碳材料。

8.根据权利要求1-6任一所述的泡沫碳掺混ZIF-67热解衍生碳材料在电催化方面的应用。