【技术实现步骤摘要】
：本专利技术属于超级电容器电极材料，具体涉及一种通过添加硼酸制备的含硼nio@ni-mof复合材料及其制备方法。
技术介绍
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技术介绍
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1、目前，众所周知的能源危机和过度消耗化石燃料造成的空气污染已经在很多方面直接影响到人们的日常生活，尤其是交通方式的选择。电动汽车以锂离子电池或氢燃料电池技术为动力，为个人/公共交通提供了环境友好和可持续的解决方案，但面临着续航里程和充放时间焦虑等问题，以及储氢和高反应性带来的许多安全和稳定性问题。超级电容器(scs)因其功率密度高、充电时间快、使用寿命长等突出优点而受到广泛关注，被认为是电力推进系统的补充或替代品。
2、金属有机框架(mofs)由于其独特的结构和固有特性，在各个领域得到了广泛的研究。mofs由于其比表面积大、孔径可调、热稳定性好、密度低、晶体结构有序等优越性能，在储能领域得到了广泛的应用。过渡金属氧化物(tmos)具有较高的理论电容、可逆的法拉第反应、稳定的化学结构和丰富的存储容量，比传统的碳材料表现出优异的电化学电容。因此，将mofs与tmos结构结合可以通过增加氧化还原反应中心来显著提tmos高赝电容性能。专利cn109559902a报告了“一种金属有机框架衍生钴镍硼硫化物材料及其制备方法与应用”，首先通过金属离子与有机配体的配位，制备了co-ni mof，然后将硼氢化钠溶液滴加到co-ni mof的水溶液中制备co-ni mof-b，将硫化钠溶液滴加到co-ni mof-b的水溶液中制备co-ni mof-b-s。专利cn110729132 a
3、从上述举例中可以看出，已经有一些硼化镍、含硼氢氧化镍复合材料的制备方法，但这些方法都是通过添加硼氢化钠反应得到最终产物。硼氢化钠是一种易制爆危险化学品，在使用过程中会产生大量氢气，非常危险，且其价格约为12万元/吨，非常昂贵。此外，上述文献中硼化镍和含硼氢氧化镍电极材料的循环稳定性差。一般情况下，mofs材料具有比电容高，但循环性能不好的特性，当mofs经过煅烧后，会转变成tmos，tmos具有更好的循环稳定性，但比电容会有所降低。本专利技术通过在ni-mof煅烧时添加硼酸，使得最终产物没有完全转变为tmos，而是形成了含硼nio@ni-mof复合材料，相较于原始ni-mof，其比电容、循环性能均得到提升。研究表明，若不添加硼酸煅烧，ni-mof在同样条件下煅烧，只能得到nio，其比电容非常低。该方法无需使用硼氢化钠作为原料，使用的硼酸价格更低，约为0.7万元/吨，且实验方法简单、没有安全隐患。
4、据调研，目前还没有通过在煅烧时添加硼酸来制备含硼nio@ni-mof复合材料的报道。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、本专利技术提出了一种通过在mof煅烧时添加硼酸，从而制得含硼nio@ni-mof复合材料的方法；由于ni-mof与nio的共同作用，使得最终的复合材料产生了更多的氧空位、更大的比表面积，兼顾了较高的比电容以及较好的循环性能等特点，并且发现，多次煅烧所形成的产物循环稳定性会更高。
2、本专利技术中一种含硼nio@ni-mof复合材料的制备方法，步骤如下：
3、(1)称量2～3mmol对苯二甲酸溶于10～15ml n,n-二甲基甲酰胺，得溶液a，称量3～4mmol镍源溶于20～30ml n,n-二甲基甲酰胺，得溶液b，将溶液b滴入溶液a中，搅拌50～60min，之后将搅拌好的溶液放入反应容器中，反应容器在120～130℃，保温20～24h，冷却至室温，得到ni-mof；
4、(2)将制备的ni-mof与硼酸按一定质量比混合研磨，ni-mof：硼酸＝10:1/5:1/3:1/1:1，将混合物转移至石英舟中以2℃/min的升温速率，在200～400℃，保温2～3h，将煅烧后的产物用水和乙醇多次洗涤后在50～70℃干燥12～14h，得到含硼nio@ni-mof；
5、(4)将烘干后的含硼nio@ni-mof置于石英舟中再次煅烧，以2℃/min的升温速率，在400～600℃，保温2～3h，得到多次煅烧的含硼nio@ni-mof。
6、测试电化学性质的步骤：
7、将所制备的含硼nio@ni-mof复合材料用作超级电容器的电极材料，选择6m koh作为电解质溶液测试其电容性能。实验包括：循环伏安曲线(cv)、恒电流充放电图(gcd)和电化学阻抗谱图(eis)。选用hg/hgo电极作为参比电极、含有nio@ni-mof的泡沫镍作为工作电极、铂丝电极作为对电极在电化学工作站测试电极材料的电化学性能。
8、所述反应物镍源为四水合乙酸镍、六水硝酸镍或六水氯化镍中的一种；
9、所述反应容器为50ml聚四氟乙烯高压反应釜；
10、所述的电化学工作站是上海辰华电化学工作站(chi600e)；
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1.一种含硼NiO@Ni-MOF复合材料的制备方法，其特征在于：将2～3mmol对苯二甲酸溶于10～15mL N,N-二甲基甲酰胺，得溶液A，3～4mmol镍源溶于20～30mL N,N-二甲基甲酰胺，得溶液B，将溶液B滴入溶液A中，搅拌50～60min，将搅拌好的溶液放入反应容器中，反应容器在120～130℃，保温20～24h，冷却至室温，得到Ni-MOF；将Ni-MOF与硼酸按一定质量比混合研磨，将混合物转移至石英舟中以2℃/min的升温速率，在200～400℃，保温2～3h，将煅烧后的产物用水和乙醇多次洗涤后在50～70℃干燥12～14h，得到含硼NiO@Ni-MOF复合材料；将含硼NiO@Ni-MOF复合材料置于石英舟，以2℃/min的升温速率，在400～600℃，保温2～3h，得到多次煅烧的含硼NiO@Ni-MOF复合材料。
2.如权利要求1所述，一种含硼NiO@Ni-MOF复合材料的制备方法，其特征在于：
3.如权利要求1-2所述，一种含硼NiO@Ni-MOF复合材料的制备方法，优选方案，其特征在于：称量2.5mmol对苯二甲酸溶于12.5mL
4.如权利要求3所述，一种含硼NiO@Ni-MOF复合材料，其电化学特征在于：在电流密度为1A·g-1时，比电容能达到1054.6F·g-1；制备的电极材料内阻为0.551Ω，经过3000次充放电循环后，仍能保持其初始电容的73％。
...【技术特征摘要】
1.一种含硼nio@ni-mof复合材料的制备方法，其特征在于：将2～3mmol对苯二甲酸溶于10～15ml n,n-二甲基甲酰胺，得溶液a，3～4mmol镍源溶于20～30ml n,n-二甲基甲酰胺，得溶液b，将溶液b滴入溶液a中，搅拌50～60min，将搅拌好的溶液放入反应容器中，反应容器在120～130℃，保温20～24h，冷却至室温，得到ni-mof；将ni-mof与硼酸按一定质量比混合研磨，将混合物转移至石英舟中以2℃/min的升温速率，在200～400℃，保温2～3h，将煅烧后的产物用水和乙醇多次洗涤后在50～70℃干燥12～14h，得到含硼nio@ni-mof复合材料；将含硼nio@ni-mof复合材料置于石英舟，以2℃/min的升温速率，在400～600℃，保温2～3h，得到多次煅烧的含硼nio@ni-mof复合材料。
2.如权利要求1所述，一种含硼nio@ni-mof复合材料的制备方法，其特征在于：
3.如权利要求1-2所述，一种含硼nio@...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋吉明，周明超，张璐，汪凡，彭鲁燕，吴珍珍，陈曦，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：
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