[发明专利]一种水热法制备Ni/Co基MOF材料的方法

说明书

本发明公开了一种水热法制备Ni/Co基MOF材料的方法，包括以下步骤：分别称取金属镍盐和/或金属钴盐，对苯二甲酸，加入N，N‑二甲基甲酰胺溶剂，超声溶解得混合液；将所述混合液放入反应釜中110‑130℃反应10‑16h，得到反应产物；将所述反应产物分离、洗涤、干燥后即得到Ni/Co基MOF材料。本发明通过对原料配比及反应条件的控制，获得球和片层状结构形貌，大大提高了Ni/Co基MOF材料的性能；Ni/Co基MOF材料具有超级电容器的进一步应用潜力。

技术领域

本发明属于超级电容器技术领域，具体地说，涉及一种水热法制备Ni/Co基MOF材料及其复合材料的方法。

背景技术

金属-有机配位聚合物，又称金属-有机框架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)，是有机配体和金属离子之间自行组装形成了具有周期性结构的网状框架材料，又称配位聚合物(Coordination Polymers)、金属-有机网络(Metal-Organic Networks)、有机-无机杂化材料(Organic-Inorganic hybrid materials)、有机类分子筛材料(OrganicZeolite analogues)等。1995年，Yaghi和他的同事第一次将由耦合单元(金属离子)和有机配体组成的多孔杂化材料定义为金属有机框架材料(metal–organic frameworks，MOFs)。由于MOFs丰富的骨架结构、高的孔隙率和比表面积等特点，如今已经得到大家广泛的研究和关注。

目前通过MOFs和其他电化学活性物质的有规律联合，构建了的复合材料，为提高电极材料的电化学性能提供了更加有效的方法。一方面：MOFs丰富的多孔结构对电解质的扩散和电极材料表面的传输有了很大程度的提升；另一方面，MOFs和其他材料的复合有效地增大了复合材料的内部电子传输速度，同时也为MOFs的稳定性提升增添了重要保证。

当今，MOFs材料的研究已经不再停留在它的结构的研究，慢慢的变为对其独特结构的功能性研究及应用方面的研究。MOFs材料优良特性使得它们在很多领域都有着潜在的应用，比如结构稳定的MOFs可保持永久的孔度，对于MOFs材料独特的吸附性能，使小分子在材料中滞留，目前主要集中在能量气体的储存(如H₂)、有害气体的清除等方面；此外，MOFs拥有的顺磁性和反磁性使其在磁性材料领域很有未来。MOFs材料是化学能源、环境领域和材料领域等学科共同关注和研究的热点和先驱。

MOFs材料应用于超级电容器电极材料的研究也是近几年才得到关注，通常是将其作为模板，通过在惰性气体气氛下高温碳化后作为具有丰富孔结构的碳电极材料使用。而MOFs材料直接应用于超级电容器电极材料的开发相对较少。

发明内容

有鉴于此，本发明针对上述的问题，提供了一种水热法制备Ni/Co基MOF材料的方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种水热法制备Ni/Co基MOF材料的方法，包括以下步骤：分别称取金属镍盐和/或金属钴盐，对苯二甲酸，加入N，N-二甲基甲酰胺溶剂，超声溶解得混合液；将所述混合液放入反应釜中110-130℃反应10-16h，得到反应产物；将所述反应产物分离、洗涤、干燥后即得到Ni/Co基MOF材料。

进一步地，所述金属镍盐为Ni(NO₃)₂·6H₂O，所述金属钴盐为Co(NO₃)₂·6H₂O。

进一步地，所述镍与钴的摩尔比为2-6:0-4。

进一步地，所述对苯二甲酸的用量与金属镍盐和/或金属钴盐总物质的量的比例为1:2。