[发明专利]紧致有序自支撑MOFs电极的制备方法

说明书

本发明涉及电极制备技术领域，具体涉及一种紧致有序自支撑MOFs电极的制备方法，其中方法包括：在柔性PE膜上压紧聚四氟乙烯掩膜板，获得薄膜A；采用喷涂法将1~2ml溶液A喷涂到薄膜A，获得薄膜B；采用喷涂法将1~2ml溶液B喷涂到薄膜B，获得薄膜C；将薄膜C放置在抽风橱内进行加热；将薄膜C放置在真空中在60℃的温度下保持24h，获得叉指电极A；用去离子水以及乙醇浸泡叉指电极A，清洗2~3次，并去除乙醇；将叉指电极A放置在二氯甲烷溶液中，溶解聚苯乙烯微球与PE膜，获得自支撑MOFs电极。本发明不会增大电极的电阻，也不会对电子的传递造成阻碍，提高了MOFs电极的性能，解决了现有技术制备的MOFs电极性能低、制备方法复杂的技术问题。

技术领域

本发明涉及电极制备技术领域，具体涉及一种紧致有序自支撑MOFs电极的制备方法。

背景技术

超级电容器，是新型的储能器件，相较于电池来说，具有比功率高、循环寿命长和充放电速度快的优点，日益得到广泛应用。金属有机骨架化合物（MOFs）是由无机金属中心（金属离子或金属簇）与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的具有周期性网络结构的晶态多孔材料，MOFs兼有无机材料的刚性和有机材料的柔性特征。具有比表面积大、孔隙体积大以及孔隙可调的特点，是制备超级电容器的理想材料。

比如说，中国专利CN109019786A公开了一种复合电极材料的制备方法，包括：通过表面负载的方式将MOFs高分子混合物修饰到电极表面；通过表面负载的方式将MOFs高分子混合物修饰到电极表面的方法包括，将MOFs材料、粘连剂、导电剂混合在有机溶剂中，以形成MOFs高分子混合物；将MOFs高分子混合物搅拌均匀，并均匀覆盖在电极表面；以及将表面覆盖有MOFs高分子混合物的电极烘干，电极的烘干温度为30~100℃；在MOFs高分子混合物中，MOFs材料的浓度为0.01~0.05g/mL、粘连剂的浓度为0.05~0.20g/mL、以及导电剂的浓度为0.05~0.20g/mL。

由于MOFs材料结构很稳定，与钛电极直接复合的相容性很差，在使用过程中容易从电极表面脱落，将MOFs材料与粘连剂混合，可把MOFs材料固定到电极的表面。但是，MOFs材料和粘连剂都不导电，增大了电极的电阻，也不利于电子的传递，从而降低电极性能，而且制备方法复杂。

发明内容

本发明提供一种紧致有序自支撑MOFs电极的制备方法，解决了现有技术制备的MOFs电极性能低、制备方法复杂的技术问题。

基于此，本发明目的之一在于，提供一种紧致有序自支撑MOFs电极的制备方法；本发明目的之二在于，提供一种紧致有序自支撑MOFs电极的微型超级电容器。

本发明提供的基础方案为：紧致有序自支撑MOFs电极的制备方法，包括：

S1、在柔性PE膜上压紧聚四氟乙烯掩膜板，旋涂聚苯乙烯微球水溶液，旋涂的次数为2~5次；在60℃的温度下进行烘干，烘干的时间为0.5~2h，获得具有叉指结构的聚苯乙烯微球薄膜，记为薄膜A；薄膜A的厚度根据旋涂次数以及聚苯乙烯微球水溶液的浓度共同决定；

S2、将0.001~0.01mol六水硝酸钴溶于40ml甲醇和40ml乙醇的混合溶液中，反应30min以上，得到溶液A；采用喷涂法将1~2ml溶液A喷涂到薄膜A，使得溶液A均匀覆盖渗透到聚苯乙烯微球孔隙中，获得被溶液A均匀渗透覆盖后的具有叉指结构的聚苯乙烯微球/硝酸钴薄膜，记为薄膜B；

S3、将0.004~0.04mol甲基咪唑和0.0003~0.003mol苄基三甲基溴化铵溶于40ml甲醇和40ml乙醇的混合溶液中，搅拌30min以上，得到溶液B；采用喷涂法将1~2ml溶液B喷涂到薄膜B，使得溶液B均匀覆盖渗透到聚苯乙烯微球/硝酸钴薄膜，获得溶液B均匀渗透覆盖后的具有叉指结构的聚苯乙烯微球/硝酸钴/甲基咪唑薄膜，记为薄膜C；