[发明专利]高价态金属离子掺杂富含氧空位的氧化钴纳米复合材料及其制备与应用

权利要求书

1.一种高价态金属离子掺杂富含氧空位的氧化钴纳米复合材料，其特征在于，按如下方法制备得到：

(1)将钴盐与金属M盐的混合水溶液与尿素水溶液混合，得到前驱体溶液，加入经预处理的泡沫镍基底，于90～160℃反应1～12h，之后取出泡沫镍，洗涤干燥，即在泡沫镍基底上得到前驱体材料；

所述金属M盐为钼盐或钨盐；

(2)将步骤(1)所得负载有前驱体材料的泡沫镍基底和NaBH₄放入管式炉中，在惰性气体保护下升温至300～350℃煅烧2～9h，得到所述高价态金属离子掺杂富含氧空位的氧化钴纳米复合材料。

2.如权利要求1所述高价态金属离子掺杂富含氧空位的氧化钴纳米复合材料，其特征在于，步骤(1)中，所述钴盐为硝酸钴、氯化钴或乙酸钴。

3.如权利要求1所述高价态金属离子掺杂富含氧空位的氧化钴纳米复合材料，其特征在于，步骤(1)中，所述钼盐为钼酸钠或钼酸铵。

4.如权利要求1所述高价态金属离子掺杂富含氧空位的氧化钴纳米复合材料，其特征在于，步骤(1)中，所述钨盐为钨酸钠或氯化钨。

5.如权利要求1所述高价态金属离子掺杂富含氧空位的氧化钴纳米复合材料，其特征在于，步骤(1)中，所述钴盐与金属M盐的混合水溶液中，钴盐浓度为50～150mmol/L，金属M盐溶液浓度为5～40mmol/L；所述尿素水溶液的浓度为500～600mmol/L；所述钴盐与金属M盐的混合水溶液与尿素水溶液的体积比为1：1。

6.如权利要求1所述高价态金属离子掺杂富含氧空位的氧化钴纳米复合材料，其特征在于，步骤(1)中，所述泡沫镍基底的预处理方法为：将泡沫镍基底依次用丙酮、去离子水、3M盐酸、去离子水、无水乙醇在超声条件下清洗15min，真空干燥后备用。

7.如权利要求1所述高价态金属离子掺杂富含氧空位的氧化钴纳米复合材料，其特征在于，步骤(2)中，所述NaBH₄与前驱体材料的质量比为20～200：1。

8.如权利要求1所述高价态金属离子掺杂富含氧空位的氧化钴纳米复合材料，其特征在于，步骤(2)中，所述煅烧的升温速率为2℃/min。

9.如权利要求1所述高价态金属离子掺杂富含氧空位的氧化钴纳米复合材料作为电极材料在电解水的半反应析氧反应中的应用。