[发明专利]一种金属有机骨架碳纤维复合薄膜的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种金属有机骨架碳纤维复合薄膜的应用，其特征在于，所述金属有机骨架碳纤维复合薄膜应用于超级电容器中；所述金属有机骨架碳纤维复合薄膜为所述超级电容器中的电极材料；

所述金属有机骨架碳纤维复合薄膜的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：将高分子聚合物溶于溶剂中作为纺丝液，在40-85℃下搅拌10-30h使其充分溶解，得到溶液A；

步骤二：步骤一得到的溶液A经静电纺丝制备得到聚合物纳米纤维膜，将聚合物纳米纤维膜在空气中预氧化处理，然后在惰性气体中进行烧结处理，干燥，得到CNF膜；

步骤三：将步骤二中得到的CNF膜置于臭氧和氧气的混合气体中，20-60℃下处理10-60min，制成功能化的CNF膜，以显著增加CNF膜表面羧酸基官能团的数目；所述步骤三中的臭氧的体积分数为1％-10％，所述混合气体的流量为10-50mL/min；

步骤四：将所述功能化的CNF膜置于1mol/L-5mol/L的金属盐溶液中，20-60℃浸泡1-3h，随后置于1mol/L-5mol/L的有机配体溶液中，在20-60℃下浸泡1-3h，重复3-20次，洗涤干燥，制成MOF/CNF复合膜。

2.根据权利要求1所述的一种金属有机骨架碳纤维复合薄膜的应用，其特征在于，步骤二具体为：聚合物纳米纤维膜在200-350℃空气中预氧化1-3h，然后在惰性气体中800-1400℃烧结1-3h，干燥，得到CNF膜。

3.根据权利要求1所述的一种金属有机骨架碳纤维复合薄膜的应用，其特征在于，步骤一中的高分子聚合物是聚丙烯腈、聚乳酸、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种金属有机骨架碳纤维复合薄膜的应用，其特征在于，步骤一中的溶剂是N，N-二甲基甲酰胺、无水乙醇、水、四氢呋喃中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种金属有机骨架碳纤维复合薄膜的应用，其特征在于，步骤一的纺丝液中高分子聚合物的质量分数为5％-30％。

6.根据权利要求1所述的一种金属有机骨架碳纤维复合薄膜的应用，其特征在于，步骤二中的静电纺丝具体为：将3-10mL的溶液A置于注射器中，保持注射器针尖与接收板的距离为5-20cm，注射器针尖与接收板的电压10-30KV、10-30℃、相对湿度10％-40％条件下进行纺丝。

7.根据权利要求1或2所述的一种金属有机骨架碳纤维复合薄膜的应用，其特征在于，所述惰性气体是指氮气或氩气。

8.根据权利要求1所述的一种金属有机骨架碳纤维复合薄膜的应用，其特征在于，步骤四中的金属盐溶液是含有Zn²⁺、Co²⁺、Ni²⁺中的一种或几种的溶液，所述有机配体是二甲基咪唑、苯并咪唑中、均苯三甲酸中的一种或几种。