[發明專利]一種π-d共軛Cu-MOF柔性透明電極的制備方法與儲能應用有效

申請號：	201910278715.6	申請日：	2019-04-09
公開（公告）號：	CN110021483B	公開（公告）日：	2020-11-17
發明（設計）人：	趙為為;陳田田;趙強;彭佳麗;王維康;金貝貝;劉淑娟;黃維	申請（專利權）人：	南京郵電大學
主分類號：	H01G11/24	分類號：	H01G11/24;H01G11/30;H01G11/86
代理公司：	南京正聯知識產權代理有限公司 32243	代理人：	王素琴
地址：	210023 江蘇***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種共軛 cu mof 柔性透明電極制備方法應用
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【說明書】：

本發明公開了一種π?d共軛Cu?MOF柔性透明電極的制備方法與儲能應用，主要利用一種層層自組裝(Layer?by?Layer Self?Assembly，LbL)技術，以ITO/PET柔性透明材料為基底制備π?d共軛Cu?MOF(Cu?HHTP)柔性透明電極。與現有技術相比，本發明公開的方法操作簡單，常溫常壓條件下即可完成；選用ITO/PET柔性透明材料作為基底，具有良好的柔性和透明度；制備出的Cu?MOF具有較大的比表面積、較高的活性位點、高導電率、優異的儲能性質、好的光學透光性和導電性。

技術領域

本發明涉及電容技術領域，具體是涉及一種π-d共軛Cu-MOF柔性透明電極的制備方法及其在儲能方面的應用。

背景技術

近年來，隨著電子技術的快速進步，傳統的電子設備已經不能滿足人們的需求。新型電子設備逐漸向輕薄化、柔性化、高透明化和便攜式的方向發展，這就對透明柔性電子學器件提出了更高的要求，要求為電子產品提供能量的儲存器件具有輕、薄、柔等特點。超級電容器由于具有充電時間短、工作溫度范圍寬、充放電循環壽命長、特殊的功率密度和適度能量密度以及貯存壽命長等優勢一直是移動電子設備中應用最為廣泛的儲能器件。

碳納米材料、金屬氧化物和聚合物是常見電極材料，但其低密度的特點導致體積能量密度有限。導電金屬有機框架(Metal-Organic Framework，MOF)材料是新出現的一類集多孔與半導體特性于一體的晶體材料，因其具備超大比表面積(7000m²/g)、高孔隙率、均勻的孔徑、較高的活性位點、可調節的電子能帶結構等優勢使其在柔性透明超級電容器領域具有較高的研究價值和應用潛力，進而受到各界的廣泛關注。

目前為止，關于直接在柔性透明基底上制備π-d共軛MOF用作超級電容器電極材料的研究仍鮮有報道。為了進一步促進電極材料的開發和柔性透明儲器件及相關學科的發展，有必要在該領域做更為深入的探索。

發明內容

本發明的目的在于提出一種新的思路，直接選擇ITO/PET柔性透明材料作為合成π-d共軛Cu-MOF柔性透明電極的基底，采用低成本、低能耗、工藝簡單的LbL技術來制備柔性透明超級電容器。

本發明的技術方案為：一種π-d共軛Cu-MOF柔性透明電極的制備方法，具體制備步驟為：

步驟一、Cu-HHTP/ITO/PET柔性透明電極的制備

(1)將ITO/PET(規格：1cm×2cm，ITO層厚度：0.175mm)依次用去離子水、乙醇、丙酮、乙醇在300W的頻率下超聲清洗，N₂吹干后，再用等離子體處理；

(2)配制0.05mol/L的Cu(OAc)₂·H₂O的水溶液；

(3)配制2×10^-4mol/L HHTP的乙酸乙酯溶液；

(4)利用提拉機將經步驟1處理過的ITO/PET在步驟2、3配制的溶液中交替浸漬，過程中用乙醇漂洗去除未反應的金屬離子和配體，并用N₂干燥；

(5)在真空石墨爐中退火得到Cu-HHTP/ITO/PET柔性透明電極。

進一步地，所述Cu-HHTP薄膜的結構式為

進一步地，所述步驟5中的退火溫度為70-80℃，退火時間為90-100min，升溫速度為1.5℃/min。