[發明專利]MOF孔內原位反應的錫摻雜多孔碳纖維材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202211058186.7
• 申請日: 2022-08-30
• 公開（公告）號: CN115434041A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 謝佳;李思吾;朱浩林
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: D01F9/22
• 分類號: D01F9/22;D01F6/54;D01F1/10;H01M4/66
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 張文靜

1.MOF孔內原位反應的錫摻雜多孔碳纖維材料，其特征在于，所述錫摻雜多孔碳纖維材料包括多孔碳纖維基底材料以及分布在碳纖維多孔結構內的錫納米顆粒；所述多孔碳纖維基底材料由金屬鹽與1,2,3-三氮唑有機配體合成的納米化金屬有機框架材料制備得到。

2.根據權利要求1所述的MOF孔內原位反應的錫摻雜多孔碳纖維材料，其特征在于，錫納米顆粒的平均粒徑為2～5nm。

3.權利要求1所述的MOF孔內原位反應的錫摻雜多孔碳纖維材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：合成納米化金屬有機框架材料MOF，MOF孔內原位反應摻雜錫元素，制備錫摻雜多孔碳纖維材料。

4.根據權利要求3所述的MOF孔內原位反應的錫摻雜多孔碳纖維材料的制備方法，其特征在于，MOF孔內原位反應摻雜錫元素的方法為：將含有錫元素的溶液通過物理研磨的方式灌注到納米化金屬有機框架材料MOF中。

5.根據權利要求4所述的MOF孔內原位反應的錫摻雜多孔碳纖維材料的制備方法，MOF孔內原位反應摻雜錫元素的方法包括：制備含有錫酸鈉和尿素的混合溶液，將所述混合溶液通過物理研磨的方法灌注進入納米化金屬有機框架材料MOF中，之后將其置于反應釜中進行原位分解反應，洗滌、烘干。

6.根據權利要求4或5所述的MOF孔內原位反應的錫摻雜多孔碳纖維材料的制備方法，其特征在于，MOF孔內原位反應摻雜錫元素的方法中，所述錫酸鈉為三水合錫酸鈉，所述三水合錫酸鈉與納米化金屬有機框架材料MOF的質量比為(0.05～0.4):1；和/或

溶液中錫酸鈉、尿素、去離子水的比例為(0.03～0.3g):(0.01～0.4g):(0.1～2mL)；和/或，原位分解反應的條件為100～200℃，持續反應1～6h。

7.根據權利要求3所述的MOF孔內原位反應的錫摻雜多孔碳纖維材料的制備方法，其特征在于，合成納米化金屬有機框架材料MOF的方法包括：

將金屬鹽溶解于含有有機溶劑、醇類、去離子水和氨水的混合溶劑中，制備得到溶液S1，將有機配體1,2,3-三氮唑與表面活性劑混合得到溶液S2，將上述兩種溶液混合反應，將得到的白色沉淀洗滌干燥，即得。

8.根據權利要求3或4或5所述的MOF孔內原位反應的錫摻雜多孔碳纖維材料的制備方法，其特征在于，金屬鹽以金屬離子計和有機配體的比例(0.5～2g):(0.5～2mL)，和/或

溶液S1中金屬鹽為鋅鹽，鋅離子、有機溶劑、醇類、去離子水、氨水的比例為(0.5～2g):(10～40mL):(10～40mL):(10～50mL):(1～20mL)。

9.根據權利要求3所述的MOF孔內原位反應的錫摻雜多孔碳纖維材料的制備方法，其特征在于，制備錫摻雜多孔碳纖維材料的方法包括：將摻雜有錫元素的金屬有機框架材料與聚丙烯腈、有機溶劑混合得到分散液，將分散液進行靜電紡絲得到碳纖維膜前驅體，將所述前驅體置于管式爐中高溫煅燒，即得。

10.權利要求1～2所述的MOF孔內原位反應的錫摻雜多孔碳纖維材料以及權利要求3～8任一項制備得到的多孔碳纖維材料在制備復合鈉金屬負極、鈉金屬二次電池中的應用。