[發明專利]含雜原子共價有機框架電極材料、其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010413463.6
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111682207A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 王勇;孫煒偉;呂麗萍;陳修棟;許嬌嬌
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H01M4/60
• 分類號: H01M4/60;H01M4/62;H01M10/0525;C08G83/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

1.一種含雜原子共價有機框架電極材料，其特征在于：該共價有機框架是一種二維亞胺基共價有機框架，含有苯環和亞胺基，寬度為400nm～1μm，比表面積為400～1200m²/g。

2.根據權利要求1所述含雜原子共價有機框架電極材料，其特征在于，所述共價有機框架材料還包括直徑為10-20nm的碳納米管。

3.一種權利要求1所述含雜原子共價有機框架電極材料的制備方法，其特征在于：通過機械研磨法，對碳納米管表面負載的共價有機框架材料COF/CNT進行剝離，得到最終的含雜原子共價有機框架電極材料。

4.根據權利要求3所述含雜原子共價有機框架電極材料的制備方法，其特征在于：所述共價有機框架材料COF/CNT為碳納米管表面負載二維亞胺基共價有機框架材料SCOF-ICI/CNT。

5.根據權利要求3所述含雜原子共價有機框架電極材料的制備方法，其特征在于：碳納米管的表面負載含氮雜原子二維亞胺基共價有機框架材料E-SCOF-ICI/CNT，其制備方法如下：

a.將1,3,5-三(4-氨基苯基)苯(TAPB)、對苯二甲醛(PDA)、碳納米管(CNT)溶解于1,4-二惡烷和均三甲苯的混合溶劑中，攪拌至少30min；然后加入催化劑Sc(OTf)₃并攪拌至少1h進行混合，得到灰綠色溶液；最后，通過用甲醇和四氫呋喃(THF)洗滌離心至少2次；并在60℃下干燥至少24h，得到灰綠色SCOF-ICI/CNT粉末，從而得到COF/CNT復合材料；

b.將COF/CNT復合材料放入球磨罐中，加入瑪瑙球后，在空氣中球磨處理至少10h后，再在相同的轉速下再加入乙醇球磨至少30min，蒸發乙醇后，得到剝離的含雜原子共價有機框架電極材料E-SCOF-ICI/CNT。

6.根據權利要求5所述含雜原子共價有機框架電極材料的制備方法，其特征在于：在所述步驟a中，1,3,5-三(4-氨基苯基)苯(TAPB)和對苯二甲醛(PDA)的質量比為9:5；

1,3,5-三(4-氨基苯基)苯(TAPB)和碳納米管(CNT)的質量比為9:1～9:6；

混合溶劑中的1,4-二惡烷和均三甲苯溶液的體積比為4:1～1:1；

催化劑Sc(OTf)₃加入量為3～10mg。

7.根據權利要求5所述含雜原子共價有機框架電極材料的制備方法，其特征在于：在所述步驟b中，瑪瑙球質量與COF/CNT復合材料的質量比為450:1～810:1；

球磨旋轉速度為400～500rad/min。