[发明专利]一种碳纳米管与共价有机框架复合的OER催化剂

权利要求书

1.一种碳纳米管与共价有机框架复合的OER催化剂，其特征在于，所述的OER催化剂的组分包括分子催化剂和导电碳载体，所述分子催化剂是由共价有机框架COFs与金属离子通过配位作用形成的，所述导电碳载体为碳纳米管CNTs；

所述的分子催化剂和导电碳载体的质量比为30:1-1:20；

制备所述的碳纳米管与共价有机框架复合的OER催化剂的方法，包括如下步骤：

(1)称取碳纳米管CNTs和含多氨基类COFs的组成单体一起溶解于混合溶剂中，形成单体溶液；之后加入催化剂混合均匀，再加入含多醛基类COFs单体溶液，混合均匀，得到混合溶液；将混合溶液进行冷冻、抽真空处理，之后进行原位生长反应；反应结束之后洗涤、离心、干燥，得到COF@CNT粉末；

(2)将步骤(1)得到的COF@CNT粉末分散于溶剂中，并加入金属盐混合均匀进行反应；反应结束之后收集、洗涤、干燥得到所述碳纳米管与共价有机框架复合的OER催化剂；

其中，步骤(1)所述的CNTs和含多氨基类COFs的组成单体的质量比为40：1-1：20。

2.制备权利要求1所述的碳纳米管与共价有机框架复合的OER催化剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)称取碳纳米管CNTs和含多氨基类COFs的组成单体一起溶解于混合溶剂中，形成单体溶液；之后加入催化剂混合均匀，再加入含多醛基类COFs单体溶液，混合均匀，得到混合溶液；将混合溶液进行冷冻、抽真空处理，之后进行原位生长反应；反应结束之后洗涤、离心、干燥，得到COF@CNT粉末；

(2)将步骤(1)得到的COF@CNT粉末分散于溶剂中，并加入金属盐混合均匀进行反应；反应结束之后收集、洗涤、干燥得到所述碳纳米管与共价有机框架复合的OER催化剂；

其中，步骤(1)所述的CNTs和含多氨基类COFs的组成单体的质量比为40：1-1：20。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的CNTs和含多氨类COFs的组成单体的质量和与混合溶剂的质量体积比为2-15mg/mL。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的混合溶剂为正丁醇与邻二氯苯，正丁醇与邻二氯苯的体积比2：1-1：2。

5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的催化剂为3M乙酸溶液，用量为每毫升混合溶剂中含有0.05-0.4mL乙酸溶液。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的催化剂为3M乙酸溶液，用量为每毫升混合溶剂中含有0.05-0.4mL乙酸溶液。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的原位生长反应的条件为：在90-130℃反应60-80h。

8.根据权利要求2、3、6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的原位生长反应的条件为：在90-130℃反应60-80h。

9.根据权利要求2、3、6、7所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的COF@CNT粉末与溶剂的质量体积比为0.05-0.5mg/mL。

10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的COF@CNT粉末与溶剂的质量体积比为0.05-0.5mg/mL。

11.根据权利要求2、3、6、7、10任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的金属盐的添加量为COFs配位点饱和用量的0.1-5倍。

12.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的金属盐的添加量为COFs配位点饱和用量的0.1-5倍。

13.权利要求1所述的碳纳米管与共价有机框架复合的OER催化剂在电解水中的应用。