[发明专利]一种基于原位Co(II)掺杂纳米多孔碳材料CZIF‑67的铅碳电池负极的制备方法

权利要求书

1.一种基于原位Co(II)掺杂纳米多孔碳材料C_ZIF-67的铅碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制得沸石咪唑酯骨架材料ZIF-67；

(2)将步骤(1)制得的沸石咪唑酯骨架材料ZIF-67于玛瑙研钵中研磨一段时间，在氮气或氩气气氛的管式炉中，按照2～4℃/min的升温速率升至500～1200℃并保温3～8h，得到原位Co(II)掺杂纳米多孔碳材料C_ZIF-67；

(3)按照铅粉质量：C_ZIF-67质量＝(19～99)：1，将步骤(2)制得的C_ZIF-67与铅粉于球磨机中研磨混合，即得铅碳材料。

2.按照权利要求1所述的一种基于原位Co(II)掺杂纳米多孔碳材料C_ZIF-67的铅碳材料的制备方法，其特征在于，沸石咪唑酯骨架材料ZIF-67的制备：磁力搅拌条件下，将金属硝酸盐Co(NO₃)₂·6H₂O溶于无水甲醇中，形成品红色溶液A；将有机配体2-甲基咪唑溶于上述溶液形成深紫色溶液B，深紫色溶液B继续磁力搅拌至变浑浊形成浊液，金属硝酸盐Co(NO₃)₂·6H₂O与有机配体2-甲基咪唑的质量比为(6～9)：(8～11)；将制得的浊液陈化12～36h，抽滤并且洗涤2～4次得到紫色膏状物；将制得的紫色膏状物于50～70℃的鼓风干燥箱中干燥6～12h，并且在90～120℃的真空干燥箱中干燥5～8h，制得沸石咪唑酯骨架材料ZIF-67。

3.按照权利要求1所述的一种基于原位Co(II)掺杂纳米多孔碳材料C_ZIF-67的铅碳材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)加热温度为700-1000℃。

4.按照权利要求1所述的一种基于原位Co(II)掺杂纳米多孔碳材料C_ZIF-67的铅碳材料的制备方法，其特征在于，铅粉与C_ZIF-67的质量比为(20～50)：1。

5.按照权利要求1所述的一种基于原位Co(II)掺杂纳米多孔碳材料C_ZIF-67的铅碳材料的制备方法，其特征在于，铅粉与C_ZIF-67的质量比为(95～99)：(1～5)，铅粉和C_ZIF-67总质量为100。

6.按照权利要求1～5任一项所述方法制备得到的基于原位Co(II)掺杂纳米多孔碳材料C_ZIF-67的铅碳材料。

7.按照权利要求1～5任一项所述方法制备得到的基于原位Co(II)掺杂纳米多孔碳材料C_ZIF-67的铅碳材料作为铅碳电池负极材料的应用。

8.按照权利要求1～5任一项所述方法制备得到的基于原位Co(II)掺杂纳米多孔碳材料C_ZIF-67的铅碳材料，其特征在于，具体的应用方法如下：

(1)将铅碳电池负极材料与H₂SO₄溶液混合搅拌均匀后得到预涂精制膏状物，将膏状物涂于板栅上，双面刮平制成负极板；

(2)将负极板干燥、化成、活化，所得铅碳电池负极板用于铅碳电池。