[發明專利]一種雙MOF衍生的鐵酸鎳/鈷酸鎳/氧化石墨烯復合材料的制備方法及應用

有效

• 申請號: 202011037189.3
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112164594B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 李少斌;潘靖;張麗;陳越;譚效果
• 申請（專利權）人: 齊齊哈爾大學
• 主分類號: H01G11/48
• 分類號: H01G11/48;H01G11/30;H01G11/86
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 侯靜

一種雙MOF衍生的鐵酸鎳/鈷酸鎳/氧化石墨烯復合材料的制備方法及應用，它涉及一種氧化石墨烯復合材料的制備方法及應用。本發明的目的是要解決現有方法制備的MOF導電性差的問題。方法：一、制備FeNi?MIL?88；二、制備FeNi?MIL?88/NiCo?MOF?74；三、制備NiFe₂O₄/NiCo₂O₄：四、水熱反應，得到NiFe₂O₄/NiCo₂O₄/GO。一種雙MOF衍生的鐵酸鎳/鈷酸鎳/氧化石墨烯復合材料作為超級電容器電極材料使用。本發明可獲得一種雙MOF衍生的鐵酸鎳/鈷酸鎳/氧化石墨烯復合材料。

技術領域

本發明涉及一種氧化石墨烯復合材料的制備方法及應用。

背景技術

為了緩解化石燃料的燃燒和環境污染的危機，人們開始尋找更加綠色的儲能設備，例如太陽能電池，超級電容器，燃料電池，鋰電池。超級電容器由于具有出色的電化學性能，比如：快速充電/放電速率，高功率密度，長循環壽命和綠色環保等優點，因此受到了廣泛的關注。

金屬-有機骨架(MOF)是一類新型的多孔晶體材料，也稱為多孔配位聚合物。它由金屬離子或金屬簇與有機連接體連接而形成。MOF具有明確定義的孔結構和大比表面積。而且大多數MOF材料可以通過簡單、溫和、環保的方式進行合成。這些特點引起了科研工作者們極大的興趣。但是，MOF本身導電性并不好特別是非導電MOF。這使單獨的MOF作為超級電容器電極材料并不理想。為了提高MOF的電導率，許多研究人員選擇將MOF轉化為金屬氧化物。MOF在不同條件下被熱解為具有明確形態的金屬氧化物，不僅可以保持MOF的固有特性，而且可以改善MOF的導電性，這使其在電化學領域的應用具有巨大的潛力。

目前，通過使用MOF作為前驅體所得物質的單一并且電化學性能較差這限制了其在超級電容器領域的應用。所以研究人員提出將金屬氧化物/碳化物與其他電化學活性物質結合以形成穩定的復合材料，這對于電化學的應用會更為理想。同時MOF衍生的金屬氧化物具有較大的內表面積，高的孔隙結構，這與其他合成方法相比具有明顯的優勢。所以，選擇合適的MOF材料進行復合，再衍生得到金屬氧化物復合材料有利于改善電化學性能。雙MOF衍生材料具有較大的吸引力，主要是由于以下原因：(1)、雙MOF基于MOF相重組的優點，可以結合各個成分的良好特性；(2)、雙MOF可以通過調節組分來表現出色的協同效應；(3)、雙MOF衍生物可以提供更多的活性位點使材料具有高穩定性和高電導率。因而，其可作為一種良好的儲能材料。

目前對MOF/MOF衍生材料結構和組成的相互作用以及協同機制對超級電容器電極材料性能改善的了解還比較少。

發明內容

本發明的目的是要解決現有方法制備的MOF導電性差的問題，而提供一種雙MOF衍生的鐵酸鎳/鈷酸鎳/氧化石墨烯復合材料的制備方法及應用。

一種雙MOF衍生的鐵酸鎳/鈷酸鎳/氧化石墨烯復合材料的制備方法，是按以下步驟完成的：

一、制備FeNi-MIL-88；

①、在攪拌的條件下，將氯化鐵、硝酸鎳和對苯二甲酸加入到N,N-二甲基甲酰胺中，繼續攪拌，再加入氫氧化鈉溶液，再繼續攪拌，得到混合溶液；

②、將混合溶液轉移到聚四氟乙烯高壓釜中進行水熱反應，再自然冷卻至室溫，得到反應產物Ⅰ；

③、首先使用N,N-二甲基甲酰胺對反應產物Ⅰ進行清洗，再使用無水乙醇對反應產物Ⅰ進行清洗，最后將清洗后的反應產物Ⅰ進行干燥，得到FeNi-MIL-88；

二、制備FeNi-MIL-88/NiCo-MOF-74；

①、將硝酸鈷、硝酸鎳、2,5-二羥基對苯二甲酸和FeNi-MIL-88依次加入到N,N-二甲基甲酰胺/去離子水混合溶液中，攪拌均勻，得到混合物Ⅰ；