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　　1.本发明属于纳米材料制备技术领域，具体来说涉及一种碳基/金属复合材料及其制备方法。

　　2.金属框架化合物是一种金属有机复合材料，比表面大，孔道丰富，应用潜力大。其中一个重要的方面是将金属框架化合物高温碳化，以获得金属/碳复合材料。碳化过程一般希望保持碳的骨架结构，即仍然保持大的比表面积、孔道。但是，一般在碳化过程中，由于需要释放出链接在框架结构上的小分子，容易导致结构坍陷。

　　3.另外，碳化过程还希望保持框架化合物的金属原子独立性，最好是以单原子的形式的存在。但是高温碳化过程中，金属原子会在高温驱动下，聚集长大，从而难于获得单原子或原子簇的结构。

　　4.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种碳基/金属复合材料的制备方法，该制备方法利用金属框架化物材料的框架结构，以金属蒸汽、金属液体为还原剂，剥脱金属框架化物材料中的氢、氧等元素，保留金属框架化物材料的碳结构，维持金属元素在金属框架化物材料中的原子分散状态，获得金属原子级分散复合的碳基/金属复合材料。

　　5.本发明的另一目的是获得上述制备方法获得的碳基/金属复合材料，该碳基/金属复合材料保持金属框架化物材料以及金属原子的纳米分散状态，有利于保持材料的高活性，大比表面积，发达的孔道。

　　7.一种碳基/金属复合材料的制备方法，包括：在真空条件下，将碱金属与金属框架化物材料混合，升温至200～600℃，保温24-168小时，用甲醇淬灭，抽滤，得到所述碳基/金属复合材料，其中，按质量份数计，所述碱金属与金属框架化物材料的比为(1～4)：(1～10)。

　　8.在上述技术方案中，所述碱金属为钾、锂、钠和镁中的一种或多种的混合物。

　　9.在上述技术方案中，所述金属框架化物材料为zif-67、zif-8、氯化铁-共价框架材料复合材料或zif-67/氯化镍复合材料。

　　10.在上述技术方案中，升温至200～600℃，以使所述碱金属为金属蒸汽或液态金属并作为还原剂。

　　13.本发明采用碱金属为还原剂，在低温条件下，实现了对金属框架化物材料的碳化，克服了传统碳化导致的金属框架化物材料结构坍塌，金属元半岛综合体育官网登录入口素形核长大或挥发的限制，获得了原子级分散复合的碳/金属复合材料。

　　14.本发明提供一种可控的、易于实现的原子分散复合的碳基/金属复合材料，以克服传统高温碳化，难于保持金属框架化物材料的框架结构，金属元素易于聚集或挥发的限制问题，可为原子级分散复合的碳基/金属复合材料的制备提供一个技术途径。该制备方法合成的碳基/金属复合材料具有金属元素在碳材料骨架结构中的原子分散复合的结构特征。

　　24.一种碳基/金属复合材料的制备方法，包括：准备钾作为碱金属，将zif-67(chemical engineering journal 289(2016)59-64.)作为金属框架化物材料，将碱金属与金属框架化物材料在石英管内混合，抽真空，密封石英管，将石英管放置于马弗炉中升温至300℃，升温速率为5摄氏度/分钟，保温24小时，随炉冷却至室温20～25摄氏度，取出，打碎石英管，用甲醇淬灭，抽滤，得到碳基/金属复合材料，其中，按质量份数计，碱金属与金属框架化物材料的比为4:1。

　　26.在上述技术方案中，用甲醇淬灭是由于钾具有高活性，用水直接处理反应剧烈，容易引发爆炸或冒火，须首先用甲醇淬灭未反应的钾。

　　27.透射电镜观察碳基/金属复合材料的结构为纳米片组成的笼状结构，如图1所示。与原始zif-67相比，本发明保持了笼状结构，这表明低温钾碳化处理，zif-67未发生明显塌陷。

　　28.进一步采用高倍透射电镜测试碳基/金属复合材料，对组成笼状结构的纳米片进行观察。观察显示，纳米片结构均匀，与高温碳化zif-67相比，有明显的钴纳米颗粒(small15(31).)。

　　29.对纳米片观察区域利用能谱进行元素分析。采集图3所示区域，获得元素分布图如图4所示。元素分布显示能谱分析区域主要成份为钴和碳。钴和碳元素均匀分布。进一步采集能谱谱图，进行分析，证实碳基/金属复合材料组成为钴和碳。

　　30.在此，结合微观结构观察和能谱分析，可推断钴在碳中均匀分布，未产生明显聚集，相比于传统高温碳化钴聚集形成纳米颗粒，本发明低温金属碳化过程制备处理的材料可以保持结构并能防止金属长大，有利于获得碳负载的亚纳米、甚至单原子金属的复合材料。

　　32.一种碳基/金属复合材料的制备方法，包括：准备钾作为碱金属，将zif-8(chemical communications 47(7)(2011)2071-2073.)作为金属框架化物材料，将碱金属与金属框架化物材料在石英管内混合，抽真空，密封石英管，将石英管放置于马弗炉中升温至360℃，升温速率为5摄氏度/分钟，保温24小时，随炉冷却至室温20～25摄氏度，取出，打碎石英管，用甲醇淬灭，抽滤，得到碳基/金属复合材料，其中，按质量份数计，碱金属与金属框架化物材料的比为4:1。

　　34.透射电镜观察碳基/金属复合材料的结构与zif-8相比，仍保持空心结构，与zif-8结构相近，未产生塌陷，如图5所示。进一步做能谱分析，采集图6框选位置，显示产物有锌(图7)，这与传统碳化由于锌熔点易在高温条件下挥发，不易获得锌碳复合材料不同。

　　36.一种碳基/金属复合材料的制备方法，包括：准备钾作为碱金属，将氯化铁-共价框架材料复合材料作为金属框架化物材料，将碱金属与金属框架化物材料在石英管内混合，抽真空，密封石英管，将石英管放置于马弗炉中升温至360℃，升温速率为5摄氏度/分钟，保温24小时，随炉冷却至室温20～25摄氏度，取出，打碎石英管，用甲醇淬灭，抽滤，得到碳基/金属复合材料，其中，按质量份数计，碱金属与金属框架化物材料的比为4:1。

　　38.氯化铁-共价框架材料复合材料的制备方法如下：氩气保护，将1克对苯二甲腈与1.06克氯化锌混合，放入石英管，真空密封，放入马弗炉，以5℃每分钟的升温速率，升至400℃，保温40小时，随炉冷却，取出，打碎石英管，水洗、酸洗，干燥获得共价框架材料——ctf-1。

　　39.氩气保护，将氯化铁与ctf-1混合，放入石英管，真空密封，放入马弗炉，以5℃每分钟的升温速率，升至360℃，保温24小时，随炉冷却，取出，打碎石英管，乙醇洗，干燥，获得氯化铁-共价框架材料复合材料。

　　41.一种碳基/金属复合材料的制备方法，包括：准备钾作为碱金属，将zif-67/氯化镍复合材料作为金属框架化物材料，将碱金属与金属框架化物材料在石英管内混合，抽真空，密封石英管，将石英管放置于马弗炉中升温至300℃，升温速率为5摄氏度/分钟，保温24小时，随炉冷却至室温20～25摄氏度，取出，打碎石英管，用甲醇淬灭，抽滤，得到碳基/金属复合材料，其中，按质量份数计，碱金属与金属框架化物材料的比为4:1。

　　43.zif-67/氯化镍复合材料的制备方法如下：取100毫克金属框架化物材料zif-67，50mg氯化镍，放入100ml去离子水中，搅拌至干，再线.一种碳基/金属复合材料的制备方法，包括：准备钠作为碱金属，将zif-8(chemical communications 47(7)(2011)2071-2073.)作为金属框架化物材料，将碱金属与金属框架化物材料在石英管内混合，抽真空，密封石英管，将石英管放置于马弗炉中升温至360℃，升温速率为5摄氏度/分钟，保温24小时，随炉冷却至室温20～25摄氏度，取出，打

　　碎石英管，用甲醇淬灭，抽滤，得到碳基/金属复合材料，其中，按质量份数计，碱金属与金属框架化物材料的比为4:1。

　　48.一种碳基/金属复合材料的制备方法，包括：准备镁作为碱金属，将zif-8(chemical communications 47(7)(2011)2071-2073.)作为金属框架化物材料，将碱金属与金属框架化物材料在石英管内混合，抽真空，密封石英管，将石英管放置于马弗炉中升温至360℃，升温速率为5摄氏度/分钟，保温24小半岛综合体育官网登录入口时，随炉冷却至室温20～25摄氏度，取出，打碎石英管，用甲醇淬灭，抽滤，得到碳基/金属复合材料，其中，按质量份数计，碱金属与金属框架化物材料的比为4:1。

　　49.其中，升温至360℃，以使镁金属蒸形成蒸汽并作为还原剂。上述实施例3～6均能获得与实施例1和2一致的技术效果。

　　50.以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。