[發明專利]一種含鹵素或擬鹵素富碳材料及其應用

有效

• 申請號: 201710236402.5
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN106898773B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 黃長水;何建江;王寧;呂青;楊澤
• 申請（專利權）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: H01M4/583
• 分類號: H01M4/583;H01G11/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1. 一種含鹵素或擬鹵素富碳材料，其特征在于：材料為具有自支撐能力的柔性材料，禁帶寬度為0.5-3 eV，電導率為0.002-2×10^-3 S m^–1，該材料由單體鹵代三炔基苯制備而成，其結構中存在苯環、炔鍵和碳鹵鍵，以及由三種鍵所構成的六邊形孔道，孔徑為1.23-2nm。

2.按權利要求1所述的含鹵素或擬鹵素富碳材料，其特征在于：所述材料由苯環與苯環間存在的炔鍵相連構成二維平面結構，通過層間作用力可以組裝成為三維自支撐結構。

3.按權利要求1或2所述的含鹵素或擬鹵素富碳材料，鹵素或擬鹵素為氟、氯、溴、碘、硫氰基、硒氰基、氰基以及疊氮酸二硫化碳基中的一種。

4.按權利要求1或2所述的含鹵素或擬鹵素富碳材料，其特征在于：其制備方法如下：以銅片或任意表面覆蓋有銅薄膜層的基底作為基底，以鹵代三炔基苯為單體，在銅的催化下于溶劑中發生偶聯反應，在所述基底的表面得到由苯環、炔鍵和碳鹵鍵相連構成二維平面晶體結構的材料薄膜；所述的溶劑為吡啶。

5. 權利要求4所述的含鹵素或擬鹵素富碳材料，其特征在于：所述的鹵代三炔基苯單體與所述的基底的面積關系為0.01-2 mg/cm²；所述的鹵代三炔基苯單體與所述的溶劑的體積關系為0.02-4 mg/mL；所述的偶聯反應中，溫度為50-180 ℃，時間為3-7天。

6. 一種制備含鹵素或擬鹵素富碳材料的方法，其特征在于：以銅片或任意表面覆蓋有銅薄膜層的基底作為基底，以鹵代三炔基苯為單體，在銅的催化下于溶劑中發生偶聯反應，在所述基底的表面得到由苯環、炔鍵和碳鹵鍵相連構成二維平面晶體結構的材料薄膜；所述的溶劑為吡啶；所述的鹵代三炔基苯單體與所述的基底的面積關系為0.01-2 mg/cm²；所述的鹵代三炔基苯單體與所述的溶劑的體積關系為0.02-4 mg/mL；所述的偶聯反應中，溫度為50-180 ℃，時間為3-7天。

7.一種權利要求1所述的含鹵素或擬鹵素富碳材料的應用，其特征在于：所述材料在儲能器件中的應用。

8.按權利要求7所述的含鹵素或擬鹵素富碳材料的應用，其特征在于：所述儲能器件為金屬離子電池或超級電容器，其中，材料可直接使用、將其粉碎或其他形式使用。

9.按權利要求8所述的含鹵素或擬鹵素富碳材料的應用，其特征在于：所述的金屬離子電池中的金屬選自鋰、鈉、鉀、鎂、鈣、鋁、鋅、鎘、鎳、鈷中的一種。