[發明專利]鐵基金屬有機骨架化合物/石墨烯復合材料及其應用

有效

• 申請號: 201510717297.8
• 申請日: 2015-10-29
• 公開（公告）號: CN105355873B
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 沈彩;靳巖
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/60;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 王惠;李穎

1.一種鐵基金屬有機骨架化合物/石墨烯復合材料，其特征在于，由鐵基金屬有機骨架化合物生長在石墨烯片層上形成；所述鐵基金屬有機骨架化合物是由有機羧酸R(COOH)_n和鐵離子Fe³⁺形成，n≥2，R選自脂肪烴分子上失去任意n個氫原子形成的基團、芳香烴分子上失去任意n個氫原子形成的基團、氨基取代的脂肪烴分子上失去任意n個氫原子形成的基團、氨基取代的芳香烴分子上失去任意n個氫原子形成的基團；

所述鐵基金屬有機骨架化合物的X-射線衍射譜圖中至少在以下位置具有衍射峰：

2θ在11.5°至12.5°的范圍內有一個衍射峰；

2θ在15°～17.5°的范圍內有兩個衍射峰；

2θ在25°～29°的范圍內有三個衍射峰；

2θ在35°～36°的范圍內有一個衍射峰；

所述鐵基金屬有機骨架化合物/石墨烯復合材料中，石墨烯的質量百分含量為5wt％～10wt％。

2.根據權利要求1所述的鐵基金屬有機骨架化合物/石墨烯復合材料，其特征在于，所述鐵基金屬有機骨架化合物是以Fe³⁺金屬離子為連接點、有機配體為支撐的具有多孔結構的三維網絡結構的化合物。

3.根據權利要求1所述的鐵基金屬有機骨架化合物/石墨烯復合材料，其特征在于，所述有機羧酸R(COOH)_n選自間苯二甲酸、間苯三甲酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸中的至少一種。

4.權利要求1至3任一項所述鐵基金屬有機骨架化合物/石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，至少包含以下步驟：

a)將石墨烯分散于溶劑中，加入有機羧酸R(COOH)_n和含有鐵離子Fe³⁺的鹽后，用一元羧酸將體系調制酸性，即得到混合物I；

b)將步驟a)所得混合物I置于120℃～170℃晶化2～24小時后，經分離、干燥，即得所述鐵基金屬有機骨架化合物。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟a)中用乙酸將體系pH值調至pH<7，得到混合物I。

6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述溶劑為N,N-二甲基甲酰胺和/或去離子水。

7.一種負極活性材料，其特征在于，所述負極活性材料中含有權利要求1至3任一項所述的鐵基金屬有機骨架化合物/石墨烯復合材料、權利要求1至3任一項中所述的鐵基金屬有機骨架化合物、根據權利要求4至6任一項所述方法制備得到的鐵基金屬有機骨架化合物/石墨烯復合材料中的至少一種。

8.一種鋰離子電池，其特征在于，含有權利要求7中所述的負極活性材料。