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申请/专利权人：安徽理工大学
摘要：本发明涉及过渡金属‑碳基中空纳米盒技术领域，尤其涉及一种过渡金属基双壳层碳纳米盒的制备方法和用途。本发明先制备一种金属有机框架材料即ZIF‑67或ZIF‑8纳米材料，在其外表面包覆一层聚多巴胺外壳，再采用植酸刻蚀技术，将其刻蚀成双壳层中空结构，该双壳层结构在高温热解后形成了具有双壳层纳米盒结构的催化剂；ZIF‑67或ZIF‑8结构中的2‑甲基咪唑配体和聚多巴胺都会转化成碳基质，钴离子或锌离子会被还原成金属态纳米粒子；聚多巴胺捕获的钴离子或锌离子同时演变成钴或锌单原子，并被包覆于碳基质中；最终，得到了同时嵌入钴或锌纳米粒子和单原子的双壳层碳基纳米盒电催化剂。该催化剂比表面积高，活性位点多，价格低廉，能够同步提高OER和ORR的电催化反应速率。
主权项：1.一种过渡金属基双壳层碳纳米盒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、合成聚多巴胺包覆的ZIF-67或ZIF-8取纳米尺寸的ZIF-67或ZIF-8分散在去离子水中形成均匀溶液C，搅拌状态下加入表面活性剂F127、乙醇、盐酸多巴胺、均三甲苯，搅拌均匀后，加入氨水调节pH至8.0-9.0，继续搅拌后离心洗涤、干燥，制得纳米尺寸的呈核壳结构的聚多巴胺包覆的ZIF-67或ZIF-8；S2、合成聚多巴胺包覆ZIF-67或ZIF-8的中空双壳层结构将聚多巴胺包覆的ZIF-67或ZIF-8分散于去离子水中，形成均匀的分散液D，在搅拌状态下加入植酸溶液，70-100℃下充分搅拌后离心洗涤、干燥，得到纳米尺寸的聚多巴胺包覆ZIF-67或ZIF-8的中空双壳层结构；S3、合成过渡金属基双壳层碳纳米盒将步骤S2制备的聚多巴胺包覆ZIF-67或ZIF-8的中空双壳层结构放入瓷舟中，再置于管式炉中，在氮气气氛下，以1-10℃min的升温速率升温至200-400℃下保温0.5-2h，再升温至650-900℃下保温1-6h，冷却至室温，得到同时嵌入钴纳米粒子和单原子的过渡金属基双壳层碳纳米盒，或者得到同时嵌入锌纳米粒子和单原子的过渡金属基双壳层碳纳米盒。
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百度查询： 安徽理工大学 一种过渡金属基双壳层碳纳米盒的制备方法和用途
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