本发明专利技术提供了金属‑有机配合物与银纳米线复合物，所述复合物为二维片状结构，包括摩尔比1:(2‑4):(1‑3)的银纳米线、有机配体和金属盐。本发明专利技术还提供了上述金属‑有机配合物与银纳米线复合物的制备方法和应用。该复合物制备工艺简单、反应时间短、重复率高、反应容易，效率高，能耗低，成本低廉。
Metal organic complexes and silver nanowires composite and preparation method and application thereof
The present invention provides metal organic complexes and silver nanowires composite, the composite two-dimensional sheet structure, including the molar ratio of 1: (2 4 (1): 3) silver nanowires, organic ligands and metal salts. The invention also provides a metal organic complexes and silver nanowires composite preparation method and application. The preparation process of the composite is simple, the reaction time is short, the repetition rate is high, the reaction is easy, the efficiency is high, the energy consumption is low, and the cost is low.
【技术实现步骤摘要】
金属-有机配合物与银纳米线复合物及其制备方法与应用
本专利技术属于新能源和超级电容器
，尤其涉及一种金属-有机配合物与银纳米线复合物，还涉及该复合物的制备方法与应用。
技术介绍
为满足可移动新能源的巨大需求，性能优异、安全价廉、环境友好的超级电容器已引起相关企业和业内专家的广泛关注。超级电容器按储能机理不同可分为赝电容器、双电层电容器及混合电容器等3类，其电极材料亦可分为炭材料、金属氧化物(如RuO2)和导电聚合物，如聚吡啶(PPy)、聚丙烯腈(PAN)，等3大类。金属氧化物与导电聚合物产生的主要是赝电容，而炭材料主要形成双电层电容。将3类电极材料中的两种复合起来形成混合电容，已成为目前的一种研究趋势。由于以钴为基础的MOFs具有可吸收气体、高功能密度、好循环稳定性，因而在超级电容器领域也渐渐地被发掘应用；而银纳米线作为优越的导电材料，与具有高电容的MOFs材料相符合，所形成的复合材料集高电容和高导电性于一身，因此在超级电容器的领域十分重要。然而，一般的复合材料，尤其是对基底具有高的比表面积的材料复合，如果不用水热等一系列给它提供能量的方法是很难进行，因此金属-有机配合物与银纳米线复合物未有报道。
技术实现思路
技术问题：为了解决现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种金属-有机配合物与银纳米线复合物及其制备方法与应用。技术方案：本专利技术提供的金属-有机配合物与银纳米线复合物，为二维片状结构，包括摩尔比1:(2-4):(1-3)的银纳米线、有机配体和金属盐。本专利技术还提供了上述金属-有机配合物与银纳米线复合物的制备方法，包括以下步骤：室温搅拌条件下，在反应溶剂中依次加入银纳米线乙醇溶液、有机配体和金属盐，室温搅拌共沉淀，离心，沉淀洗涤、干燥，即得金属-有机配合物与银纳米线复合物。其中，所述银纳米线采用多元醇还原法制得。其中，反应溶剂为(1-3):(1-3)的一元醇和水的混合溶剂，所述一元醇优选甲醇或乙醇；所述有机配体为二甲基咪唑、苯并咪唑、均苯三甲酸或γ-环糊精；所述金属盐为可溶性的钴盐、铜盐、锌盐或钾盐；所述银纳米线、有机配体和金属盐的摩尔比为1:(2-4):(1-3)。其中，共沉淀为4-6h。本专利技术还提供了上述金属-有机配合物与银纳米线复合物在超级电容器中的应用。有益效果：本专利技术提供的复合物制备工艺简单、反应时间短、重复率高、反应容易，效率高，能耗低，成本低廉。本专利技术以银纳米线作为载体，分散在乙醇溶液中，银纳米线具有优异的光学及电学性质，然而，银纳米线本身表面光滑，没有任何的基团修饰，很难和金属盐复合，本专利技术在没由任何修饰在室温的情况下使得金属盐与其复合，制得片状的MOFs和银纳米线的复合材料具有二维结构，具有大的比表面积，有利于电子的传输，据电化学测试，发现其性能极好，具有潜在的应用价值。具体而言，本专利技术相对于现有技术具有以下突出的优势：(1)本专利技术提供的复合物采用MOFs和银纳米线组成片状复合结构，该结构结合了MOFs和银纳米线的优点，克服了银不稳定、易被氧化的缺点，电容效果更佳。(2)以前人们认识到的金属-有机配合物(MOFs)为三维结构，而本专利技术的金属-有机配合物与银纳米线复合物为二维结构，具有大的比表面积，有利于电子离子的传输，具有比以往的MOFs高的电容。本专利技术公开的这种片状的MOFs和银纳米线的复合材料目前未有报道。(3)本专利技术复合物制备方法中，银纳米线在形成MOFs前加入，组成的片状结构能与银纳米线发生相互作用，在金属离子与配体结晶形成MOFs时，纳米线能被很好的包裹进MOFs片状结构里，纳米线贯穿包覆在MOFs膜中，既提高了材料的导电性，又增加了电容。(4)本专利技术复合物制备方法工艺简单：第一，金属-有机配合物与银纳米线复合物是在室温下搅拌合成的，简洁方便，步骤简单，重复率可达到百分之百；第二，对于所合成的产物，不需要真空干燥，只需要室温干燥，或者晾干即可，简单易操作；该方法具有很好的可实施性，操作简单，价格便宜，具有很好的实用性。(5)先进能源存储设备的发展的最前沿研究是需要面向一个可持续的未来，纳米材料由于提供巨大的表面体积比，良好的传输特性和有吸引力的物理化学性质具有广泛的应用前景。本专利技术成功地在溶液中室温下搅拌合成出二维非晶金属-有机配合物(Cozif)/银纳米线(AgNWs)纳米片，电化学测试实验数据表明：本专利技术提供的二维体系结构在两电极体系和循环稳定性的基础上，不仅提供了足够的活性材料与电解液接触，也促进离子和电子的传输和缓冲体积变化，提供了高的比电容。作为超级电容器电极材料，本专利技术提供的复合物置于3M氢氧化钾的水溶液检测，在1.0Ag-1的电流密度下电容高达1497Fg-1。附图说明图1为对比例中片状ZIF-67产物的扫描电镜图。图2实施例1中片状ZIF-67和银纳米线的复合材料的扫描电镜和投射电镜图。图3实施例1和对比例中ZIF-67、ZIF-67/银纳米线复合物的红外分布图。具体实施方式本专利技术中，所用银纳米线长度没有要求，可以采用现有技术中公开的方法制得所需晶型和直径的银纳米线，例如可以采用下述文献中公开的方法制备银纳米线：(1)ChangchaoJia,PingYang,AiyuZhang.Glycerolandethyleneglycolco-mediatedsynthesisofuniformmultiplecrystallinesilvernanowires,MaterialsChemistryandPhysics,2014,143(2),794-800.(2)LinfengGou,MirceaChipara,andJeffreyM.Zaleski,Convenient,RapidSynthesisofAgNanowires,Chem.Mater.2007,19,1755-1760.(3)YugangSun,YadongYin,BrianT.Mayers,ThurstonHerricks,andYounanXia,UniformSilverNanowiresSynthesisbyReducingAgNO3withEthyleneGlycolinthePresenceofSeedsandPoly(VinylPyrrolidone).Chem.Mater.2002,14,4736-4745.下面通过实施例对本专利技术做进一步的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。对比例片状ZIF-67的制备9ml的甲醇和9ml的去离子水作为反应的溶剂，室温搅拌下，加入0.9mmol的二甲基咪唑(2-methylimidazole)，再加入0.6mmol的六水合硝酸钴(Co(NO3)2·6H2O)，在室温下搅拌5小时，离心，洗涤，室温烘干，即可得到片状ZIF-67，产物的扫描电镜实验结果如图1，红外如图3。实施例1金属-有机配合物与银纳米线复合物(ZIF-67)，为二维片状结构，包括摩尔比1:3:2的银纳米线、有机配体和金属盐。其制备方法，包括以下步骤：9ml的甲醇和9ml的去离子水作为反应的溶剂，室温搅拌下，加入0.9mmol的二甲基咪唑(2-methylimidazole)，然后加入0.3mmol银纳米线的乙醇溶液，再加入0.6mmol的六水合硝酸钴(Co(NO3)2·6H2O)，本文档来自技高网...
【技术保护点】
金属‑有机配合物与银纳米线复合物，其特征在于：所述复合物为二维片状结构，包括摩尔比1:(2‑4):(1‑3)的银纳米线、有机配体和金属盐。
【技术特征摘要】
1.金属-有机配合物与银纳米线复合物，其特征在于：所述复合物为二维片状结构，包括摩尔比1:(2-4):(1-3)的银纳米线、有机配体和金属盐。2.权利要求1所述的金属-有机配合物与银纳米线复合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：室温搅拌条件下，在反应溶剂中依次加入银纳米线乙醇溶液、有机配体和金属盐，室温搅拌共沉淀，离心，沉淀洗涤、干燥，即得金属-有机配合物与银纳米线复合物。3.根据权利要求2所述的金属-有机配合物与银纳米线复合物的制备方法，其特征在于：所述银纳米线采用多元醇还原法制得。4.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：庞欢，赵明明，周寿斌，
申请(专利权)人：江苏华富储能新技术股份有限公司，扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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