[发明专利]一种Co基MOFs-杂原子掺杂多孔碳的氧还原催化剂及其制法

权利要求书

1.一种Co基MOFs-杂原子掺杂多孔碳的氧还原催化剂及其制法，包括以下按重量份数计的配方原料，其特征在于：6-21份Fe基MOFs、20-22份羟基乙叉二膦酸、22-25份壳聚糖、14-16份甘氨酸、1-3份酯化催化剂、12-15份复合碱催化剂、10-13份缩合剂。

2.根据权利要求1所述的一种Co基MOFs-杂原子掺杂多孔碳的氧还原催化剂及其制法，其特征在于：所述酯化催化剂为对甲基苯磺酸。

3.根据权利要求1所述的一种Co基MOFs-杂原子掺杂多孔碳的氧还原催化剂及其制法，其特征在于：所述复合碱催化剂为4-二甲氨基吡啶和碳酸钾，两者物质的量摩尔比为1:1.2-1.8。

4.根据权利要求1所述的一种Co基MOFs-杂原子掺杂多孔碳的氧还原催化剂及其制法，其特征在于：所述缩合剂1-羟基-7-偶氮苯并三氮唑。

5.根据权利要求1所述的一种Co基MOFs-杂原子掺杂多孔碳的氧还原催化剂及其制法，其特征在于：所述Fe基MOFs制备方法包括以下步骤：

(1)向体积比为1:2-4的蒸馏水和无水乙醇的混合溶剂中加入Co(NO₃)₂·6H₂O和有机配体2,4,6-三[(对羧基苯基)氨基]-1,3,5-三嗪，将溶液置于超声处理仪中超声分散处理1-2h。

(2)将溶液转移进反应釜中，加热至220-240℃，反应4-6h，将溶液冷却、过滤、洗涤、干燥，制备得到Fe基MOFs。

6.根据权利要求5所述的一种Co基MOFs-杂原子掺杂多孔碳的氧还原催化剂及其制法，其特征在于：所述Co(NO₃)₂·6H₂O和有机配体2,4,6-三[(对羧基苯基)氨基]-1,3,5-三嗪的物质的量摩尔比为1:1.5-2.5。

7.根据权利要求1所述的一种Co基MOFs-杂原子掺杂多孔碳的氧还原催化剂及其制法，其特征在于：所述Co基MOFs-杂原子掺杂多孔碳的氧还原催化剂制备方法包括以下步骤：

(1)向乙二醇溶剂中加入硫酸溶液调节溶液pH为3-4，依次加入22-25份壳聚糖、14-16份甘氨酸和1-3份酯化催化剂对甲基苯磺酸，将溶液转移进反应釜中，加热至140-150℃，反应10-15h。

(2)将反应釜冷却至室温，加入适量的氢氧化钠，调节溶液pH至7，再依次加入20-22份羟基乙叉二膦酸、12-15份复合碱催化剂和10-13份缩合剂，将反应釜加热至120-140℃，反应25-30h。

(3)将反应釜冷却至室温，溶液通过高速离心机除去溶剂，将固体产物洗涤、干燥，得到磷酸酯-酰胺化壳聚糖。

(4)向无水乙醇中加入6-21份Fe基MOFs和上述步骤(1)制得的磷酸酯-酰胺化壳聚糖，将溶液置于超声处理仪中，加热至40-50℃，超声频率为20-28KHz，超声分散处理2-3h，将溶液过滤、洗涤、干燥，得到磷酸酯-酰胺化壳聚糖包覆Fe基MOFs。

(5)将上述步骤(4)制得的磷酸酯-酰胺化壳聚糖包覆Fe基MOFs放入坩埚中并加入适量的氨水，并置于气氛电阻炉中，通入高纯N₂，升温速率为5-10℃，在950-980℃下煅烧6-8h，在950-980℃下退火2-3h，制备得到Co基MOFs-杂原子掺杂多孔碳的氧还原催化剂。