[發(fā)明專利]聚吡咯包覆多酸基金屬有機(jī)框架復(fù)合材料、負(fù)極材料、堿金屬離子電池及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011297673.X
• 申請(qǐng)日: 2020-11-18
• 公開（公告）號(hào): CN112421004A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王霞;李勁龍;韓志遠(yuǎn);李雪瑩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/60;H01M10/054;H01M10/28
• 代理公司: 長(zhǎng)沙新裕知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43210
• 代理人: 劉加

1.一種聚吡咯包覆多酸基金屬有機(jī)框架復(fù)合材料，其特征在于，所述復(fù)合材料包括過渡金屬陽(yáng)離子、鄰菲羅啉配體、聚氧陰離子、水分子和聚吡咯，所述復(fù)合材料的化學(xué)式為[M^m+_nz/m(1,10-phen)_x(H₂O)_y][A^n-_z]@PPy，其中，M為過渡金屬，“1,10-phen”為1,10-鄰菲羅啉，A^n-為聚氧陰離子，PPy為聚吡咯。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述過渡金屬為Fe、Co、Ni或Cu；所述聚氧陰離子為[Mo₆O₂₀]^4-、[W₃O₁₀]^2-或[V₁₃O₃₄]^3-。

3.一種聚吡咯包覆多酸基金屬有機(jī)框架復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括：

制備多酸基金屬有機(jī)框架材料，所述多酸基金屬有機(jī)框架材料的化學(xué)式為[M^m+_nz/m(1,10-phen)_x(H₂O)_y][A^n-_z]，其中，M為過渡金屬，“1,10-phen”為鄰菲羅啉，A^n-為聚氧陰離子；

采用吡咯單體和所述多酸基金屬有機(jī)框架材料制備權(quán)利要求1或2所述的聚吡咯包覆多酸基金屬有機(jī)框架復(fù)合材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述制備多酸基金屬有機(jī)框架材料，包括：

將過渡金屬鹽、多金屬氧酸鹽和1,10-鄰菲羅啉溶解于水中，采用NaOH調(diào)節(jié)pH值，獲得第一溶液；

將所述第一溶液加入聚四氟乙烯為內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，水熱反應(yīng)，降溫冷卻至室溫后，收集晶體，采用去離子水和乙醇洗滌所述晶體，干燥后獲得多酸基金屬有機(jī)框架材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述過渡金屬鹽、多金屬氧酸鹽和1,10-鄰菲羅啉的摩爾比例為1:0.1～2:0.1～2。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述過渡金屬鹽中的金屬元素為Fe、Co、Ni或Cu；所述過渡金屬鹽中的陰離子為NO₃^-、SO₄^2-、CH₃COO^-或Cl^-。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述水熱反應(yīng)的溫度為120～200℃，水熱反應(yīng)的時(shí)間為10～100h，降溫時(shí)間為10～50h。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用吡咯單體和所述多酸基金屬有機(jī)框架材料制備權(quán)利要求1或2所述的聚吡咯包覆多酸基金屬有機(jī)框架復(fù)合材料，包括：

將吡咯單體分散在水中，獲得第二溶液；

將所述多酸基金屬有機(jī)框架材料、引發(fā)劑和氧化劑加入所述第二溶液，攪拌、離心、洗滌、干燥后，獲得所述聚吡咯包覆多酸基金屬有機(jī)框架復(fù)合材料。

9.一種堿金屬離子電池負(fù)極材料，其特征在于，包括權(quán)利要求1或2所述的聚吡咯包覆多酸基金屬有機(jī)框架復(fù)合材料。

10.一種堿金屬離子電池，其特征在于，包括權(quán)利要求9所述的堿金屬離子電池負(fù)極材料。