[發(fā)明專利]Co負載于MIL-101的材料、其制備方法及應用

在審

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• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108565420A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發(fā)明（設計）人: 張玉紅;高豆豆;何培新;周立群;商丹
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/60;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 李進

一種Co負載于MIL?101的材料、其制備方法及應用，涉及鋰電池材料技術領域。該Co負載于MIL?101的材料的制備方法，其包括以下制備步驟：將鈷鹽和MIL?101混合后加水使用超聲波處理，隨后攪拌得到混合液；向混合液中滴入硼氫化鈉溶液，攪拌均勻后過濾、洗滌、干燥。該制備方法具有工藝簡單，成本低，適合于工業(yè)化生產的優(yōu)點，能夠制備得到具有大比表面積、高充放電比容量的材料。此外本發(fā)明還涉及上述Co負載于MIL?101的材料及其在制備鋰電池負極材料中的應用。

技術領域

本發(fā)明涉及一種鋰電池材料技術領域，且特別涉及一種Co負載于MIL-101的材料、其制備方法及應用。

背景技術

鋰離子電池(LIBs)作為新一代綠色高能可充電電池已被廣泛應用于各個領域，其具有電壓高、能量密度大、循環(huán)性能好、自放電小、無記憶效應等優(yōu)點。目前被廣泛使用的鋰離子電池負極材料是碳材料，因其理論容量較低(372mAh/g)已無法滿足未來應用的需求，因此開發(fā)新材料用作電極材料以提高其性能勢在必行。金屬-有機框架作為一類分子微孔材料具備合成條件溫和、結構多樣化、比表面積高和電化學性能可調控等優(yōu)勢已在鋰電電極材料的研究中展現(xiàn)了巨大的潛力。

金屬-有機框架材料(MOFs)是由有機配體和金屬離子或團簇通過配位鍵自組裝形成的具有分子內孔隙的有機-無機雜化材料，在金屬-有機框架材料中，由于有機配體和金屬離子或團簇的排列具有明顯的方向性從而形成不同的框架孔隙結構，使其表現(xiàn)出不同的吸附性能、光學性質和電磁學性質，這使得金屬-有機框架材料在氫氣存儲、氣體吸附與分離、傳感器、藥物緩釋、催化反應等領域得到的一定的應用，但是MOFs的導電性能較差，這嚴重的限制了其在鋰電池領域的應用。

因此，本申請旨在提供一種具有優(yōu)異的鋰電池負極材料性能的MOFs材料及其制備方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種Co負載于MIL-101的材料，其具有充放電比容量高、循環(huán)穩(wěn)定性好和循環(huán)穩(wěn)定性強的優(yōu)點。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述Co負載于MIL-101的材料的制備方法，其具有工藝簡單、成本低、適合于工業(yè)化生產的優(yōu)點。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述Co負載于MIL-101的材料在鋰電池負極材料中的應用。

本發(fā)明解決其技術問題是采用以下技術方案來實現(xiàn)的。

一種Co負載于MIL-101的材料的制備方法，其包括以下制備步驟：

將鈷鹽和MIL-101混合后加水使用超聲波處理，隨后攪拌得到混合液；

向混合液中滴入硼氫化鈉溶液，攪拌均勻后過濾、洗滌、干燥。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，MIL-101的制備方法是：將鉻鹽、對苯二甲酸、氫氟酸和水混合攪拌均勻，在180-220℃下反應6-8小時后抽濾、洗滌，隨后依次在乙醇中攪拌18-24小時、在NH₄F溶液中于50-60℃下攪拌4-6小時，洗滌、干燥。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，鉻鹽、對苯二甲酸、氫氟酸和水的摩爾比為1：1-2：1-2：280-300。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，鈷鹽和MIL-101的質量比為3-5：1。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，鈷鹽為硝酸鈷。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，超聲波處理的時間為20-60min。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，攪拌的時間為3-6h。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，攪拌均勻的時間為3-6h。

本發(fā)明還提供了一種Co負載于MIL-101的材料，其是采用上述的制備方法得到。