[發明專利]一種MOF衍生納米片插層材料及制備方法和其應用

有效

• 申請號: 201910794590.2
• 申請日: 2019-08-27
• 公開（公告）號: CN110473712B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 黃愛生;劉傳耀;岳文哲;于華崢;劉嘉琴;陳芳格;郭浩
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: H01G11/24
• 分類號: H01G11/24;H01G11/30;H01G11/32;H01G11/46;H01G11/48;H01G11/86
• 代理公司: 上海藍迪專利商標事務所(普通合伙) 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

1.一種MOF衍生納米片插層材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下具體步驟：

步驟1：合成二維MOF納米片材料Co₂(bim)₄

將醋酸鈷和苯并咪唑加入到甲苯和甲醇混合溶劑中，再加入氨水作為助劑；將配置好的溶液超聲5分鐘，60℃加熱攪拌反應12小時，其中，物質的量之比為醋酸鈷∶苯并咪唑∶甲苯∶甲醇∶氨水= 0.25∶1～1.2∶47～50∶17~20∶4~10；

步驟2：制備多孔四氧化三鈷納米片

將Co₂（bim）₄置于加蓋的坩堝，以2.3℃/min的升溫速度在馬弗爐中升溫至350~400℃，保持4~6 h，自然冷卻后所得的黑色粉末即為多孔四氧化三鈷納米片；

步驟3：多孔四氧化三鈷納米片-氮摻雜碳復合氣凝膠的制備

將多孔四氧化三鈷納米片和聚乙烯亞胺，所述聚乙烯亞胺分子量為600，分散在水中，超聲1 h后放入冷凍干燥機凍干燥一天，然后以2℃/min的升溫速率在氬氣或者氮氣氛圍下升溫至600~900℃煅燒4 h，制得多孔四氧化三鈷納米片-氮摻雜碳復合氣凝膠即所述MOF衍生納米片插層材料；其中，物質的量之比為多孔四氧化三鈷納米片∶聚乙烯亞胺∶水= 2.5∶0.1～0.15∶500~520。

2.一種權利要求1所述方法制得的MOF衍生納米片插層材料。

3.一種權利要求2所述MOF衍生納米片插層材料作為超級電容器電極材料的應用。

4.根據權利要求3所述的應用，其特征在于，包括以下具體步驟：

步驟1：復合氣凝膠-泡沫鎳電極片的制備

泡沫鎳的預處理：將剪裁成矩形的泡沫鎳，首先在6 M HCL中超聲浸泡15min，然后分別用去離子水和乙醇超聲清洗15 min，在60 ℃的烘箱里烘干過夜；將多孔四氧化三鈷納米片-氮摻雜碳復合氣凝膠的粉末樣品、乙炔黑和聚偏氟乙烯PVDF以質量比為 8∶1∶1一起放入研缽中，向研缽中滴加分析純N-甲基吡咯烷酮NMP，研磨變成漿狀物，將漿狀物滴涂在經處理的泡沫鎳2/3的面積內，在60℃下放置12小時烘干，最后在壓片機上加壓至10 MPa，得到所述復合氣凝膠-泡沫鎳電極片；

步驟2：將步驟1得到的復合氣凝膠-泡沫鎳電極片用于超級電容器電極。

5.根據權利要求4所述的應用，其特征在于，所述復合氣凝膠-泡沫鎳電極片具有2251F/g的比電容。