[发明专利]一种金属有机骨架衍生的四氧化三钴复合碳材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种金属有机骨架衍生的四氧化三钴复合碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将1,4-双(咪唑-1-基)苯和Co(NO₃)₂･6H₂O采用溶剂扩散法制备CP-3-ZX材料；

（2）四氧化三钴复合碳材料的制备：

于氮气气氛中，将步骤（1）制得的CP-3-ZX材料以10℃/min的升温速率，升温至320-450℃，并保温60-90min后，冷却至室温，制得金属有机骨架衍生的四氧化三钴复合碳材料；

所述溶剂扩散法制备CP-3-ZX材料的步骤为：

S1、溶液的制备：

底层制备：将1,4-双(咪唑-1-基)苯溶解于三氯甲烷中，制得底层溶液；

缓冲层制备：将甲醇和三氯甲烷按照体积比为0.5-2:1混合，制得缓冲层溶液；

顶层制备：将Co(NO₃)₂･6H₂O溶解于甲醇中，制得顶层溶液；

S2、CP-3-ZX晶体制备：将底层溶液、缓冲层溶液和顶层溶液按照由下至上的顺序依次铺设，然后室温放置至晶体形成，清洗后，得到CP-3-ZX晶体；

其中，Co(NO₃)₂･6H₂O与1,4-双(咪唑-1-基)苯的物质的量之比为3-5:2。

2.一种权利要求1所述金属有机骨架衍生的四氧化三钴复合碳材料的制备方法制得的金属有机骨架衍生的四氧化三钴复合碳材料。

3.一种利用权利要求2所述的金属有机骨架衍生的四氧化三钴复合碳材料制备的工作电极。

4.一种权利要求3所述的工作电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将金属有机骨架衍生的四氧化三钴复合碳材料、乙炔黑和聚偏氟乙稀混合，加入乙醇后研磨至得到均相的黑色泥浆，将黑色泥浆均匀铺设于泡沫镍上，经干燥、压制，得到工作电极；

其中，金属有机骨架衍生的四氧化三钴复合碳材料、乙炔黑和聚偏氟乙稀的质量比为8-9:1:1。

5.一种权利要求3所述的工作电极在制备超级电容器工作电极中的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述超级电容器按照如下步骤制备：

将Hg/HgO电极作为参比电极，铂丝电极作为对电极，与工作电极组成三电极体系，连接到电化学工作站上，以2-6mol/L的碱溶液为电解液，进行电化学测试。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述碱溶液为KOH溶液或NaOH溶液。