[发明专利]复合结构Co-Nx

权利要求书

1.一种复合结构Co-N_x/C单原子催化剂，其特征在于：所述复合结构Co-N_x/C单原子催化剂为双壳层的中空结构，包括内壳层和包覆于所述内壳层的外壳层，且所述内壳层包覆形成腔体，所述内壳层与外壳层之间具有间隙；其中，所述内壳层和外壳层的材料均含有Co-N_x/C单原子催化剂，且所述Co-N_x/C单原子催化剂含有Co-N_x单原子位点；

所述内壳层内的所述腔体直径为250-300nm；

所述内壳层与所述外壳层之间的所述间隙距离为20-50nm；

所述复合结构Co-N_x/C单原子催化剂的比表面积为800-900m²/g。

2.根据权利要求1所述的复合结构Co-N_x/C单原子催化剂，其特征在于：所述内壳层的厚度为20-50nm；和/或

所述外壳层的厚度为10-20nm。

3.根据权利要求1或2所述的复合结构Co-N_x/C单原子催化剂，其特征在于：所述复合结构Co-N_x/C单原子催化剂中Co单原子的负载量为2.5wt％-3.0wt％。

4.根据权利要求1-3任一项所述的复合结构Co-N_x/C单原子催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将含有锌离子的第一Co单质前驱体溶液与第一有机配体进行第一混合处理并进行第一配位反应，生成第一双金属ZnCo-MOF前驱体；

将含有所述第一双金属ZnCo-MOF前驱体的悬浊液与含有锌离子的第二Co单质前驱体溶液、第二有机配体进行第二混合处理并进行第二配位反应，生成第二双金属ZnCo-MOF前驱体；

将所述第二双金属ZnCo-MOF前驱体于氮气气氛中进行烧结处理，使得发生锌挥发，并生成具有双壳层中空结构的复合结构Co-N_x/C单原子催化剂。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：在所述第一混合处理的步骤中，提供所述锌离子的锌化合物、所述第一Co单质前驱体与第一有机配体的摩尔比为1：1：4-1：1：8；和/或

经所述第一混合处理形成的混合液中，所述第一Co单质前驱体的浓度为0.05-0.1mol/L。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述锌化合物包括Zn(NO₃)₂；和/或

所述第一Co单质前驱体包括Co(NO₃)₂、CoCl₂中的至少一种；和/或

所述第一有机配体包括2-甲基咪唑；和/或

在经所述第一混合处理形成的混合液中，所述混合液的溶剂包括甲醇、乙醇、二甲基甲酰胺中的至少一种。

7.根据权利要求4-6任一项所述的制备方法，其特征在于：在所述第二混合处理的步骤中，所述第一双金属ZnCo-MOF前驱体、提供所述锌离子的锌化合物、所述第二Co单质前驱体与第二有机配体的摩尔比为：0.26：0.03：1.2-0.24：0.06：1.2；和/或

经所述第二混合处理形成的混合液中，所述第二Co单质前驱体的浓度为0.0007-0.0012mol/L。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：经所述第二混合处理形成的混合液中的所述锌化合物包括Zn(NO₃)₂中的至少一种；和/或

所述第二Co单质前驱体包括Co(NO₃)₂、CoCl₂中的至少一种；和/或

所述第二有机配体包括2-甲基咪唑；和/或

在经所述第二混合处理形成的混合液中，所述混合液的溶剂包括甲醇、乙醇、DMF中的至少一种。