一种复合材料、其制备方法及应用

摘要

本发明公开了一种复合材料、其制备方法及应用。所述复合材料具有以金属钴为内核、氮原子掺杂的碳纳米材料为外壳的核壳结构，所述金属钴内核表面均匀包裹有氧化钴,其中氮原子的掺杂量在2％至9.6％之间，钴原素的质量分数在5％至20％之间。其制备方法，包括以下步骤：(1)将三聚氰胺、浓酸和水按比例混合，加热至透明；(2)加入碳纳米材料和钴盐混合均匀并冷却；(3)干燥；(4)隔绝氧气的条件下升温至500℃至800℃，煅烧2小时至10小时。本发明得到的碳钴复合纳米材料氮掺杂量较高，表现出较好的氧还原催化活性和稳定性，且制备工艺简单，成本低廉，适合大规模生产。

主权项

一种复合材料的制备方法，其特征在于，该复合材料具有以金属钴为内核、氮原子掺杂的碳纳米材料为外壳的核壳结构，所述金属钴内核表面均匀包裹有氧化钴，其中氮原子的掺杂量在2％至9.6％之间，钴元素的质量分数在5％至20％之间；所述制备方法包括以下步骤：(1)将三聚氰胺、浓酸和水混合，其中三聚氰胺与浓酸的质量比为1:1至2:5，三聚氰胺与水的质量比为1:25‑1:30，在70℃至90℃下加热至透明，得到透明溶液；(2)向步骤(1)中制得的透明溶液中加入碳纳米材料和钴盐混合均匀，其中碳纳米材料与三聚氰胺的质量比为1:2‑1:8，钴盐与三聚氰胺的质量比为1:1‑1:6，冷却得到超分子凝胶；(3)将步骤(2)中所获得的超分子凝胶在60℃‑90℃下干燥，得到干凝胶；(4)将步骤(3)中得到的干凝胶在隔绝氧气环境下，升温至500℃至800℃，煅烧2小时至10小时，即制得所述复合材料。