[發(fā)明專利]一種富含兩性離子的共價(jià)有機(jī)框架材料及其制備方法與應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210030304.7
• 申請日: 2022-01-12
• 公開（公告）號: CN114349921A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊延琴;韓祿;李明凱;孫樹政;古國賢;岳俊博
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08G12/26
• 分類號: C08G12/26;H01M4/04;H01M4/62;H01M10/052
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

1.一種富含兩性離子的共價(jià)有機(jī)框架材料，其特征為該材料是以3,8-二氨基-6-苯基菲啶和均苯三甲醛為原料，通過后修飾的方法引入磺基，得到最終材料；其結(jié)構(gòu)示意式如下：

2.如權(quán)利要求1所述的所述富含兩性離子的共價(jià)有機(jī)框架的制備方法，其特征為該方法包括以下步驟：

(1)將均苯三甲醛、3,8-二氨基-6-苯基菲啶、混合溶劑和催化劑加入到耐壓容器中，超聲分散，再在液氮浴中快速冷凍；然后將耐壓容器抽真空，充入氬氣后密封，并解凍至室溫；經(jīng)過3-5個(gè)循環(huán)的“冷凍-解凍”過程，然后升溫至100-130℃，保溫反應(yīng)3-7天，得到共價(jià)有機(jī)框架材料COF；

其中，所述的混合溶劑為1,4-二氧六環(huán)和均三甲苯的混合物，體積比為1,4-二氧六環(huán)和均三甲苯＝0.5-1.5:1；所用均苯三甲醛和3,8-二氨基-6-苯基菲啶的摩爾比為2:3；

所述的催化劑為乙酸水溶液，濃度為4～8mol/L；乙酸水溶液與混合溶劑的體積比為1:5-8；

(2)將上述COF、丙磺酸內(nèi)酯和N,N-二甲基甲酰胺加入到耐壓容器中，超聲使其充分分散，然后將耐壓容器抽真空，充入氬氣后密封，然后升溫至40-80℃，保溫反應(yīng)3-7天，得到富含兩性離子的共價(jià)有機(jī)框架材料ZI-COF；

其中，COF和丙磺酸內(nèi)酯的質(zhì)量比為0.5-1.5:2；N,N-二甲基甲酰胺的用量與丙磺酸內(nèi)酯的質(zhì)量比為15-25:1。

3.如權(quán)利要求2所述的所述富含兩性離子的共價(jià)有機(jī)框架的制備方法，其特征為所述的快速冷凍為在液氮(-196℃)條件下冷凍3-6min。

4.如權(quán)利要求1所述的富含兩性離子的共價(jià)有機(jī)框架材料的應(yīng)用，其特征為用于制備鋰硫電池正極復(fù)合材料。

5.如權(quán)利要求4所述的富含兩性離子的共價(jià)有機(jī)框架材料的應(yīng)用，其特征為包括以下步驟：將富含兩性離子的共價(jià)有機(jī)框架材料和升華硫按照質(zhì)量比1:3-3.5混合，在研缽中研磨，然后轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯反應(yīng)器中，充入氮?dú)猓瑢⒎磻?yīng)器放入真空爐中，在155-160℃保溫10-12h，使得熔融的硫擴(kuò)散到ZI-COF的孔中，冷卻后得到S@ZI-COF復(fù)合材料；

再將S@ZI-COF、導(dǎo)電炭黑和粘結(jié)劑(質(zhì)量比7:2:1)混合制備成黑色料漿，將黑色料漿涂敷在鋁箔上，涂敷厚度為10-20μm，烘干后作為正極極片。