[发明专利]一种碳纳米管/MOF基硅碳复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳纳米管/MOF基硅碳复合材料，其特征在于，包括如下质量百分比的组分：纳米硅10％～55％；碳纳米管5％～25％；MOF衍生碳材料20％～80％；所述纳米硅通过化学键与所述碳纳米管连接形成一次颗粒，所述一次颗粒包覆于所述MOF衍生碳材料中；

所述碳纳米管/MOF基硅碳复合材料的制备方法为:

(1)取纳米硅为原料，通过水热法在其表面负载催化剂，干燥后利用气相沉积法得到硅与碳纳米管的一次颗粒；

(2)将所述一次颗粒分散在溶剂中，加入表面分散剂改性，加入金属水合盐和二甲基咪唑溶液，混合均匀后在室温条件下进行MOF自组装反应，静置反应一段时间后离心洗涤，干燥，得到干燥后的物料；

(3)将步骤(2)中得到的干燥后的物料进行碳化，得到碳纳米管/MOF基硅碳复合材料。

2.根据权利要求1所述的碳纳米管/MOF基硅碳复合材料，其特征在于，平均粒径为0.5～3μm。

3.根据权利要求1所述的碳纳米管/MOF基硅碳复合材料，其特征在于，所述MOF衍生碳材料为以钴、锌、铁中的至少一种为金属离子结点的ZIF型MOF所衍生的碳材料。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的碳纳米管/MOF基硅碳复合材料，其特征在于，步骤(1)中，所述纳米硅与所述催化剂的质量比为5：0.1～0.3。

5.根据权利要求4所述的碳纳米管/MOF基硅碳复合材料，其特征在于，步骤(2)中，所述表面分散剂选自KH-560、PVP或CTAB中的至少一种。

6.根据权利要求4所述的碳纳米管/MOF基硅碳复合材料，其特征在于，步骤(2)中，所述金属水合盐和所述二甲基咪唑的摩尔比为1：4～10。

7.根据权利要求4所述的碳纳米管/MOF基硅碳复合材料，其特征在于，步骤(2)中，所述金属水合盐选自六水硝酸钴、六水氯化钴、六水硝酸锌或四水氯化亚铁中的至少一种。

8.根据权利要求4所述的碳纳米管/MOF基硅碳复合材料，其特征在于，步骤(3)中，所述碳化过程采用程序升温，具体为：升温速率2～5℃/min，升至250℃，恒温100～200min，升温速率2～5℃/min，再升温至600～800℃，恒温100～200min，在保护气氛下自然冷却。

9.权利要求1～8任意一项所述的碳纳米管/MOF基硅碳复合材料的应用，其特征在于，用于作为锂离子电池负极材料。