[发明专利]一种中空多壳层材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种中空多壳层材料及其制备方法和应用，所述中空多壳层材料具有特定晶面取向。所述制备方法将金属有机框架材料和/或金属配合物在氧气和保护气氛的混合气氛中焙烧，得到所述中空多壳层材料。所述中空多壳层材料具有特定晶面取向，催化性能优异，所述制备方法操作简单。

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，涉及一种中空多壳层材料及其制备方法和应用。

背景技术

自从王丹课题组在2009年首次提出次序模板法之后(J.Phys.Chem.C.J.Phys.Chem.C.2009,113,2792-2797.)，中空多壳层结构在锂离子电池、超级电容器、电催化、光催化、光电催化、药物缓释等体系有着越来越广泛的应用。具有特定晶面取向的材料在催化活性和催化产物选择性上表现出显著的优越性(Sci.Rep.2015,5,8515.)，但是传统的中空多壳层结构的构筑单元是无规律排布的，因此，合成能够暴露出高性能活性晶面的中空多壳层结构，有望进一步提高催化剂的活性。

金属有机框架材料作为一种新型多孔材料，由金属离子和有机配体在空间中规律性地周期排布而成，具有高孔隙率、低密度、大比表面积、孔道规则、孔径可调以及拓扑结构多样性等优点，以其作为模板制备的材料广泛应用能量储存及光电转化等领域。同时，在配合物中，金属离子在晶体内也呈现周期性的有序排列。如果能够控制焙烧程序，则有望将金属有机框架材料和配合物在维持原有的周期性基础上合成中空多壳层，并且以金属有机框架材料和配合物作为模板制备具有晶面取向的中空多壳层目前并未有报道。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种中空多壳层材料及其制备方法和应用，所述中空多壳层材料具有特定晶面取向，催化性能优异，所述制备方法操作简单。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明目的之一在于提供一种中空多壳层材料，所述中空多壳层材料具有特定晶面取向。

本发明中，所述特定晶面取向是指材料中的个别晶面暴露更多，对应的XRD衍射峰相对强度要强于其对应的标准XRD衍射峰强度，这种现象我们定义为特定的晶面取向。

作为本发明优选的技术方案，所述中空多壳层材料在X射线衍射光谱中，所述特定的晶面所对应峰的峰强高于PDF卡片。

其中，所述PDF卡片可以是JCPDS card No.42-1467。

作为本发明优选的技术方案，所述多壳层为核壳、双壳、三壳和四壳结构中的任意一种。

本发明目的之二在于提供一种上述中空多壳层材料的制备方法，所述制备方法为：

将金属有机框架材料和/或金属配合物在氧气和保护气氛的混合气氛中焙烧，得到所述中空多壳层材料。

作为本发明优选的技术方案，所述金属有机框架材料由金属盐、有机配体以及溶剂混合后反应得到。

本发明中，所述金属有机框架材料的制备方法为将金属盐、有机配体以及溶剂混合后进行老化，离心洗涤干燥，收集产物记得到所述金属有机框架材料，所述金属有机框架材料的制备方法为本领域的常规方法，本领域技术人员可根据需要，对上述制备方法中的条件进行选择，在此不再赘述。