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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及mof材料的制备领域,具体涉及一种咪唑基mof材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、21世纪的能源问题和环境问题日益严峻,是人类目前和未来面临重要的挑战,因而迫切需要开发清洁的、可再生的绿色新能源,比如有风能、太阳能、核能和氢能等等。为了更好的开发并且利用这些新能源,为之需要开发对应的新型能源存储和转换器件,同时与之适配的新型材料的研发同样重要。
2、新型的锂离子电池、锂硫电池、超级电容器、燃料电池以及电解水器件等需要获得优异的电化学性能,关键是需要开发高效的电极材料。通常而言,可以通过对电极材料进行纳米化,同时对其进行组成和结构上的合理设计,从而带来电化学性能的提升。设计合成一些新颖的纳米结构,比如金属和碳复合结构,新颖的中空纳米结构,多金属均匀掺杂以及异质结构等,这些可以带来快速的电子和离子传输,快速的传质,缓解体积的膨胀,增大的活性面积和位点,以及优化的电子结构等优势。实现上述合成的重要策略之一,可以采用金属-有机框架(mofs)材料作为自模板进行后续的相关合成设计。
3、mof材料是由过渡金属离子与有机配体通过自组装形成的具有周期性配位晶体材料,它具有高孔隙率、低密度、大比表面积、孔道规则、孔径可调以及拓扑结构多样性等优点,可以作为理想的自模板材料之一。通过mof衍生得到的纳米材料,通常与mof前驱体的结构和组成息息相关。目前,得到的mof材料形貌种类仍然较少,通常为菱形十二面体、立方体、棒状和片状等,且尺寸较大,大多都是大于100 nm,在后续应用于自模板构建纳米材料的比表面相对
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的问题,提供一种咪唑基mof材料及其制备方法和应用。本专利技术所述咪唑基mof材料应用于锂离子电池负极中,有利于提升负极材料的电化学性能。
2、为了实现上述目的,本专利技术一方面提供一种咪唑基mof材料,所述mof材料具有纳米球形形貌;所述mof材料具有非晶态结构。
3、优选地,所述mof材料为纳米球形颗粒组装成的密堆积结构。
4、优选地,所述纳米球形颗粒的尺寸为50-120nm。
5、优选地,尺寸为70-100nm的纳米球形颗粒个数占全部纳米球形颗粒个数的70-80%。
6、本专利技术第二方面提供一种mof材料的制备方法,所述方法包括以下步骤:
7、(1)将有机配体水溶液和金属源前驱体水溶液进行静置反应,得到固体产物;
8、(2)将步骤(1)所述固体产物进行洗涤,然后进行干燥;
9、所述有机配体和金属源前驱体的摩尔比为10-20。
10、本专利技术第三方面提供一种第一方面所述的咪唑基mof材料或者第二方面所述方法制得的咪唑基mof材料在锂离子电池中的应用。
11、通过上述技术方案,本专利技术的有益效果包括:
12、本专利技术所述mof材料具有纳米球形形貌以及具有非晶态结构,以其作为自模板衍生的纳米材料可以提供更大的比表面,提供更多的配位不饱和位点,更短的离子扩散路径和缓解微观的体积膨胀,使得锂离子电池负极的电化学性能得到提升。优选情况下,本专利技术所述mof材料具有特定的尺寸特征,应用于锂离子电池,可以进一步提升负极材料的质量比容量,倍率性能和稳定性。
13、本专利技术所述制备方法采用一步反应法即可得到本专利技术所述具有纳米球形形貌以及非晶态结构的mof材料,工艺简单、条件温和、绿色环保,适用于广泛应用。
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1.一种咪唑基MOF材料,其特征在于,所述MOF材料具有纳米球形形貌;所述MOF材料具有非晶态结构。
2.根据权利要求1所述的MOF材料,其中,
3.根据权利要求1或2所述的MOF材料,其中,所述MOF材料为纳米球形颗粒组装成的密堆积结构;
4.一种MOF材料的制备方法,所述方法包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述的方法,其中,
6.根据权利要求4所述的方法,其中,
7.根据权利要求4-6中任意一项所述的方法,其中,
8.根据权利要求4-7中任意一项所述的方法,其中,
9.根据权利要求4-8中任意一项所述的方法,其中,
10.一种权利要求1-3中任意一项所述的咪唑基MOF材料或者权利要求4-9中任意一项所述方法制得的咪唑基MOF材料在锂离子电池中的应用,优选在锂离子电池负极中的应用。
【技术特征摘要】
1.一种咪唑基mof材料,其特征在于,所述mof材料具有纳米球形形貌;所述mof材料具有非晶态结构。
2.根据权利要求1所述的mof材料,其中,
3.根据权利要求1或2所述的mof材料,其中,所述mof材料为纳米球形颗粒组装成的密堆积结构;
4.一种mof材料的制备方法,所述方法包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述的方法,其中,
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员:王成,杨雪,陈泓武,张玉箫,翁晨晨,程涛,
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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