[發明專利]MOF衍生的雙金屬氫氧化物Ni/Co-MDH的合成及應用

有效

• 申請號: 201910834592.X
• 申請日: 2019-09-05
• 公開（公告）號: CN110491682B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 楊武;李琪;郭昊
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: H01G11/30
• 分類號: H01G11/30;H01G11/24;C01G53/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

本發明提供了一種MOF衍生的雙金屬氫氧化物Ni/Co?MDH的合成方法，先以DHTP、Co(Ac)₂·4H₂O、CTAB為原料，通過水熱反應制得Co?MOF；再將Co?MOF、Ni(Ac)₂·4H₂O和CTAB分散在去離子水中，在攪拌下加入DHTP，繼續通過水熱反應得到前驅體Ni?MOF@Co?MOF；然后將Ni?MOF@Co?MOF充分分散于KOH溶液中，在115~125℃水熱反應1.5~2h，洗滌，干燥，得到Ni/Co?MDH納米片。Ni/Co?MDH材料表現出較大的比表面積和良好的熱穩定性，相較于前驅體展現出較優異的電化學性能，作為超級電容器電極材料具有很好的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種雙金屬氫氧化物材料的制備，尤其涉及一種MOF衍生的雙金屬氫氧化物Ni/Co-MDH納米片的制備方法，可作為超級電容器電極材料的應用。

背景技術

金屬有機框架材料（metal organic frameworks，MOFs）是由有機橋連配體通過配位鍵的方式將無機金屬離子簇中心連接起來形成無限延伸的網絡狀結構的晶體材料，是近年來發展迅速的一種新型多孔材料，由于其有序的孔道結構和較大的比表面積廣泛應用于氣體分離，吸附，催化，熒光，傳感，載藥，儲能等領域。MOFs材料是由金屬節點和有機配體支撐構成的二維或三維晶體結構，作為電極材料，MOFs材料獨特的孔道結構為電解液的滲透和離子傳輸提供了通道，金屬離子或離子簇中心為法拉第氧化還原反應提供了有效的活性位點，表現出贗電容行為，具有較高的比電容，因而可作為一種良好的儲能材料。

發明內容

本發明的目的是提供一種MOF衍生的雙金屬氫氧化物Ni/Co-MDH納米片的合成方法；

本發明的另一目的是對上述合成的雙金屬氫氧化物Ni/Co-MDH納米片的電化學性能進行研究。

一、Ni/Co-MDH納米片的合成

本發明MOF衍生的雙金屬氫氧化物Ni/Co-MDH材料的合成方法，包括以下步驟：

（1）Co-MOF的制備：以2,5-二羥基對苯二甲酸（DHTP）和Co(Ac)₂·4H₂O，十六烷基三甲基溴化胺（CTAB）為原料，以THF和水混合溶液為溶劑，在110~120℃回流2~3h，洗滌，干燥，得到Co-MOF。

2,5-二羥基對苯二甲酸（DHTP）和Co(Ac)₂·4H₂O的摩爾比為1:1~1:2；2,5-二羥基對苯二甲酸（DHTP）和十六烷基三甲基溴化胺的摩爾比為1:3~1:4。

THF和水的混合溶液中，THF和水的體積比為1:1~1:1.5。

（2）前驅體Ni-MOF @ Co-MOF的制備：將 Co-MOF，Ni(Ac)₂·4H₂O和十六烷基三甲基溴化胺（CTAB）分散在去離子水中，在攪拌下加入DHTP（2,5-二羥基對苯二甲酸）的THF溶液，攪拌0.5~1h，然后在70~80℃下回流8~9小時，洗滌，干燥，得到前驅體Ni-MOF @ Co-MOF；

Co-MOF與Ni(Ac)₂·4H₂O的質量比為1:1~1:2；Co-MOF與十六烷基三甲基溴化胺（CTAB）質量比為1:2~1:3；Co-MOF與2,5-二羥基對苯二甲酸的質量比為1:1~1:2。

（3）雙金屬氫氧化物材料（Ni/Co-MDH）的制備：將前驅體Ni-MOF @ Co-MOF充分分散于2~2.5M的KOH水溶液中攪拌2~3h后轉移至反應釜中，在115~125℃水熱反應1.5~2h，洗滌，干燥，得到Ni/Co-MDH納米片。

上述各步驟中，所述干燥均是在60~70℃的真空烘箱干燥10~12小時。