[发明专利]一种应用于超级电容器的氮掺杂空心碳球/MOF基多孔炭复合材料的制备方法

摘要

一种应用于超级电容器的氮掺杂空心碳球/MOF基多孔炭复合材料的制备方法，属于材料制备领域。该方法将聚苯乙烯PS小球溶液分散到去离子水中，加入三(羟甲基)氨基甲烷和盐酸多巴胺，持续搅拌后用去离子水洗至中性，得到产物。然后将产物分散到N，N‑二甲基甲酰胺溶液中，再加入六水合硝酸锌和苯并咪唑，反应一段时间后，将得到的样品在惰性气体保护下高温下处理一段时间，即可得到氮掺杂空心碳球/MOF基多孔炭复合材料。本发明的制备方法简单，原料丰富，成本较低；空心碳有利于电解液的存储并提供相应的传输通道，而以微孔为主MOFs多孔碳则可以提供大量的电荷存储位点，二者复合可以有效提升电极材料的电化学性能。

主权项

1.一种应用于超级电容器的氮掺杂空心碳球/MOF基多孔炭复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：第一步：制备聚多巴胺包覆PS小球PS@PDA将PS小球分散到去离子水中，再加入三(羟甲基)氨基甲烷和与三(羟甲基)氨基甲烷相同质量的盐酸多巴胺，室温下搅拌12～48h，使盐酸多巴胺原位聚合形成聚多巴胺(PDA)，包覆到PS小球表面，取出后用去离子水洗至中性，得到PS@PDA，备用；所述的PS小球与盐酸多巴胺的质量比为3:1～1:1；第二步：制备PS@PDA/MOF复合材料室温下，将第一步制备的PS@PDA分散到N，N‑二甲基甲酰胺溶液中，加入六水合硝酸锌和苯并咪唑，搅拌溶解后放入水热釜中，在80～120℃温度下反应24～96h；用无水乙醇洗涤，室温条件下干燥得到样品；所述的六水合硝酸锌与苯并咪唑的质量比为10:1～1:1；所述的PS@PDA与苯并咪唑的质量比为1:14.8～1:1.1；第三步：制备氮掺杂空心碳球/MOF基多孔炭复合材料将第二步制备得到的样品放入管式炉中，惰性气体保护下，升温至600～900℃，炭化1～3h后降至室温，得到氮掺杂空心碳球/MOF基多孔炭复合材料。