[发明专利]一种双模板诱导高活性Co/SiO2

权利要求书

1.一种双模板诱导高活性Co/SiO₂/NC-CNTs电催化析氧材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)SiO₂纳米球的制备

以正硅酸乙酯为原料、水和乙醇为溶剂、浓氨水为引发及形貌调控剂，搅拌反应2～4h后，经过离心收集、洗涤、干燥后，即制得SiO₂纳米球；

(2)Co/SiO₂/NC-CNTs前驱体的制备

(2-1)以去离子水为溶剂，钴源、碳源、氮源以及所述SiO₂纳米球为原料，按照摩尔比去离子水∶钴源∶碳源∶氮源∶SiO₂＝1～3∶0.1～1∶1～4∶20～40混合后，经搅拌、超声分散而形成前驱体反应液，干燥后得到固体粉末；

(2-2)将所述固体粉末转移至研钵中，加入模板促形剂碱式碳酸锌，按照质量比固体粉末∶模板促形剂＝2～4∶1～2混合后，经研磨而得到Co/SiO₂/NC-CNTs前驱体；

(3)Co/SiO₂/NC-CNTs的制备

将所述Co/SiO₂/NC-CNTs前驱体置于管式炉的中间，然后通入氩气，在500～1100℃温度下进行热处理2～6h，制得的Co/SiO₂/NC-CNTs粉末即为双模板诱导高活性电催化析氧材料。

2.根据权利要求1所述的双模板诱导高活性Co/SiO₂/NC-CNTs电催化析氧材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，搅拌反应的过程为，先加入水、乙醇和正硅酸乙酯，搅拌30～60min后，再加入浓氨水，继续搅拌1.5～3h；干燥处理为在60～90℃下干燥12～24h。

3.根据权利要求1所述的双模板诱导高活性Co/SiO₂/NC-CNTs电催化析氧材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2-1)中，搅拌、超声分散的过程为，先加入水、钴源、碳源、氮源，搅拌10～30min后，再加入SiO₂纳米球，继续搅拌10～30min和超声分散10～30min；干燥处理为在60～90℃下干燥12～24h。

4.根据权利要求1所述的双模板诱导高活性Co/SiO₂/NC-CNTs电催化析氧材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2-2)中研磨时间为1～3h。

5.根据权利要求1所述的双模板诱导高活性Co/SiO₂/NC-CNTs电催化析氧材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中热处理的过程为，先在500～600℃温度下热处理1～3h，然后在900～1100℃温度下热处理1～3h。

6.根据权利要求1所述的双模板诱导高活性Co/SiO₂/NC-CNTs电催化析氧材料的制备方法，其特征在于：所述钴源为六水合硝酸钴，碳源为葡萄糖，氮源为尿素。

7.利用权利要求1-6之一所述双模板诱导高活性Co/SiO₂/NC-CNTs电催化析氧材料的制备方法制得的产品。

8.根据权利要求7所述的产品，其特征在于：所述产品为三维多孔异质结构的电催化析氧材料。

9.根据权利要求7或8所述的产品，其特征在于：电催化析氧材料在1M KOH电解液中，在10mA/cm²电流密度下电催化氧气析出电位为301～424mV。