CN110212194B - 一种一维mof@zif核壳结构的制备方法及其应用 - Google Patents

一种一维mof@zif核壳结构的制备方法及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN110212194B
CN110212194B CN201910508088.0A CN201910508088A CN110212194B CN 110212194 B CN110212194 B CN 110212194B CN 201910508088 A CN201910508088 A CN 201910508088A CN 110212194 B CN110212194 B CN 110212194B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mof
solution
ethanol
core
shell structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910508088.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110212194A (zh
Inventor
崔接武
张永利
余东波
王岩
郑红梅
秦永强
舒霞
张勇
吴玉程
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei University of Technology
Original Assignee
Hefei University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei University of Technology filed Critical Hefei University of Technology
Priority to CN201910508088.0A priority Critical patent/CN110212194B/zh
Publication of CN110212194A publication Critical patent/CN110212194A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110212194B publication Critical patent/CN110212194B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

本发明提供了一种一维MOF@ZIF核壳结构的制备方法及其应用，包括如下步骤：(1)将不同MOF材料分散于乙醇水混合溶液，形成均匀悬浮液C；(2)将2‑甲基咪唑溶于乙醇水混合溶液，形成溶液D；(3)将悬浮液C置于水浴中预热到反应温度，倒入溶液D，恒温搅拌，在此过程中将发生不同晶体结构MOF间的转化，将产物离心分离，依次用乙醇和去离子水清洗，最后置于烘箱中干燥得到MOF@ZIF核壳结构粉体。这种一维核壳结构MOF@ZIF核壳结构在高温碳化、酸洗后形貌可以得到保留，获得的多孔碳@氮掺杂多孔碳，由于其独特的核壳结构和原位氮原子掺杂，表现出优异的电化学储能性能。本发明操作简单，成本低，过程易于控制与观察，成功实现了MOFs材料间的转化和形貌调控，制备的MOF@ZIF核壳结构将会具有广阔的应用前景，可用于电化学能源存储中。

Description

一种一维MOF@ZIF核壳结构的制备方法及其应用
技术领域
本发明属于功能纳米材料合成技术领域，具体涉及一种不同一维MOFs材料作为前驱体制备MOF@ZIF核壳结构的通用方法，并将其衍生的多孔碳@氮掺杂多孔碳用于高性能锂离子电池的负极材料。
背景技术
近年来，锂离子电池(LIBs)因为高能量密度和长循环寿命已经广泛用于便携式电子设备中。然而，传统的商业化石墨负极，由于比容量低(372mAh/g)，倍率性能差制约了锂离子电池的发展。所以开发具有高可逆容量，优异的倍率能力和循环稳定性的碳基负极材料具有重要意义。纳米结构多孔碳可以提供高储锂性能和优异的循环稳定性，因为多孔纳米结构不仅可以缩短Li+的传输路径，而且还可以为电荷转移反应提供大的电极/电解质界面。同时，在碳基材料中掺杂B或N元素也是提高材料电化学性能的有效途径，因为碳材料表面的这些异质原子对提高材料活性，导电性，储锂能力有着重要作用。
金属有机骨架(MOFs,Metal-Organic Framework)是一类由有机配体和金属离子配位而成的多孔晶体材料，具备孔隙率高、比表面积大、种类多、骨架大小和孔尺寸可调性强等优点。沸石咪唑脂骨架(ZIFs)作为MOF的一个分支，包含了MOF的众多优点，还具有含有N原子的优势，对其进行高温煅烧处理后，能够获得具有氮掺杂的高比表面积的材料。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种一维MOF@ZIF核壳结构的制备方法，材料制备工艺简单、成本低、可大规模化生产，潜在的应用领域广阔。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种一维MOF@ZIF核壳结构的制备方法，包括如下步骤：
(1)将MOF材料分散于溶剂中，形成均匀的悬浮液C；
(2)将2-甲基咪唑溶于乙醇和水的混合溶液，形成溶液D；
(3)将悬浮液C置于水浴中预热到反应温度，将C溶液加入到2-甲基咪唑溶液D中，恒温搅拌反应一段时间后，将产物离心分离，然后依次用乙醇和去离子水洗涤，最后置于烘箱中干燥得到MOF@ZIF核壳结构粉体。
优选地，步骤(1)中MOF材料为Co-BTC粉体、Zn/Co-BTC粉体、Zn/Co-MOF-74粉体中的一种；分散的溶剂为乙醇和水的混合溶液。
优选地，当MOF材料为Co-BTC时：
步骤(1)的具体过程如下：Co-BTC分散于乙醇和水的混合溶液，形成均匀的悬浮液C1，其中，乙醇和水的体积比为19:1；
步骤(2)中乙醇和水的体积比为19:1；
步骤(3)的具体过程如下：将悬浮液C1置于水浴中预热到24-26℃后，以体积比VD:VC1＝1:9倒入溶液D，恒温搅拌反应85-95min后，将产物离心分离，然后依次用乙醇和去离子水洗涤，最后置于烘箱中干燥得到MOF@ZIF核壳结构粉体。
优选地，当MOF材料为Zn/Co-BTC时：
步骤(1)的具体过程如下：Zn/Co-BTC分散于乙醇和水的混合溶液，形成均匀的悬浮液C2，其中，乙醇和水的体积比为9:1；
步骤(2)中乙醇和水的体积比为9:1；
步骤(3)的具体过程如下：将悬浮液C2置于水浴中预热到44-46℃后，以体积比VD:VC2＝1:3倒入溶液D，恒温搅拌反应4-6min后，将产物离心分离，然后依次用乙醇和去离子水洗涤，最后置于烘箱中干燥得到MOF@ZIF核壳结构粉体。
优选地，当MOF材料为Zn/Co-MOF-74时：
步骤(1)的具体过程如下：Zn/Co-MOF-74分散于乙醇和水的混合溶液，形成均匀的悬浮液C3，其中，乙醇和水的体积比为1:1；
步骤(2)中乙醇和水的体积比为1:1；
步骤(3)的具体过程如下：将悬浮液C3置于水浴中预热到68-72℃后，以体积比VD:VC＝1：3倒入溶液D，恒温搅拌反应4-6min后，将产物离心分离，然后依次用乙醇和去离子水洗涤，最后置于烘箱中干燥得到MOF@ZIF核壳结构粉体。
优选地，步骤(3)中烘箱中干燥温度为75-85℃，干燥时间为10-20h。
进一步地，一种采用一维MOF@ZIF核壳结构制备多孔碳@氮掺杂多孔碳核壳结构的方法如下：
S1：将MOF@ZIF核壳结构粉体在氩气中高温煅烧，得到多孔碳/金属@氮掺杂多孔碳/金属粉末；
S2：将多孔碳/金属@氮掺杂多孔碳/金属粉末加入到硝酸溶液中，搅拌一段时间后，将产物离心分离，用乙醇洗涤后，置于烘箱中烘干，得到多孔碳@氮掺杂多孔碳核壳结构。
优选地，步骤S1中高温煅烧温度为600℃，时间为1.8-2.2h。
优选地，步骤S2中搅拌时温度为75-85℃，搅拌时间为23-25h；烘箱中烘干温度为75-85℃，烘干时间为11-13h。
上述方法制备而成的多孔碳@氮掺杂多孔碳核壳结构能够用于高性能锂离子电池的负极材料。
本发明与现有技术相比，其有益技术效果表现在：
1、本发明提供的一维MOF@ZIF核壳结构制备方法，成功实现了一维MOFs材料间的转化及形貌调控，通过退火处理后，形貌可得到较好保留，得到的多孔碳@氮掺杂多孔碳纳米复合结构，实现了对纳米碳材料的原位氮掺杂，同时充分发挥了MOFs材料大比表面积、高孔隙率的结构特点；
2、本发明所采用的制备方法操作方便，时间短，原材料和设备种类需求少，成本低廉；
3、本发明提供的MOF@ZIF核壳结构制备方法，不仅在一维MOFs材料得到了成功应用，而且为零维和二维MOFs材料形貌调控提供了新思路。
附图说明
图1是实施例1制备的Co-BTC、Zn/Co-BTC、Zn/Co-MOF-74的FESEM图。
图2是实施例2由Co-BTC制备的Co-BTC@ZIF的FESEM图和TEM图。
图3是实施例3由Zn/Co-BTC制备的Zn/Co-BTC@ZIF的FESEM图和TEM图。
图4是实施例4由Zn/Co-MOF-74制备的Zn/Co-MOF-74@ZIF的FESEM图和TEM图。
图5是实施例2由Co-BTC制备的Co-BTC@ZIF的XRD图。
图6是实施例3由Zn/Co-BTC制备的Zn/Co-BTC@ZIF的XRD图。
图7是实施例4由Zn/Co-MOF-74制备的Zn/Co-MOF-74@ZIF的XRD图。
图8是实施例5由Co-BTC@ZIF、Zn/Co-BTC@ZIF、Zn/Co-MOF-74@ZIF制备的多孔碳@氮掺杂多孔碳的FESEM图。
图9是实施例6由MOF制备的多孔碳以及MOF@ZIF制备的多孔碳@氮掺杂多孔碳的电化学性能对比图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图和实施例对本发明进行说明。
实施例1、Co-BTC、Zn/Co-BTC、Zn/Co-MOF-74粉末的制备。
(1)将0.43g 1,3,5-均苯三甲酸溶于90ml去离子水中形成溶液A1，将0.50g四水合乙酸钴溶于10ml去离子水形成溶液B1，溶液A1在水浴中预热到85℃时，将溶液B1加入，恒温搅拌反应15min，将产物离心分离，用乙醇洗涤干净后，置于80℃烘箱中烘干，得到Co-BTC粉末。
(2)将0.43g 1,3,5-均苯三甲酸溶于90ml去离子水中形成溶液A2，将0.053g四水合乙酸钴和0.42g二水合乙酸锌溶于10ml去离子水形成溶液B2，溶液A2在油浴中预热到100℃时，将溶液B2加入，恒温搅拌反应1min，将产物离心分离，用乙醇洗涤干净后，置于80℃烘箱中烘干，得到Zn/Co-BTC粉末。
(3)将0.40g 2,5-二羟基对苯二甲酸分散于90ml去离子水中形成溶液A3，将0.82g四水合乙酸钴和0.18g二水合乙酸锌溶于10ml去离子水形成溶液B3，溶液A3在水浴中预热到100℃时，将溶液B3加入，恒温搅拌反应40min，将产物离心分离，用乙醇洗涤干净后，置于80℃烘箱中烘干，得到Zn/Co-MOF-74粉末。
图1为本实施例制备的Co-BTC、Zn/Co-BTC、Zn/Co-MOF-74材料，可以看出未经转化的MOFs材料均为一维纳米材料，且表面较为光滑。
实施例2、由Co-BTC制备Co-BTC@ZIF
(1)将80mg Co-BTC粉末分散于90ml乙醇水混合溶液(V醇：V水＝19：1)，形成均匀的悬浮液C1，4g 2-甲基咪唑溶于10ml乙醇水混合溶液(V醇：V水＝19：1)，形成溶液D1，将C1置于水浴中预热到25℃，将C1溶液加入到2-甲基咪唑溶液D1中，恒温搅拌反应90min。
(2)将产物离心分离，用乙醇洗涤干净后，置于80℃的烘箱中烘干后，得到Co-BTC@ZIF粉末。
图2为本实施例制备的Co-BTC@ZIF粉末FESEM图和TEM图，FESEM图显示原来光滑的微米线表面***糙，TEM图显示为一种核壳结构。图5为本实施例制备的Co-BTC@ZIF粉末XRD图，可以看到Co-BTC衍射峰和ZIF衍射峰同时存在，表明Co-BTC部分转化为ZIF。
实施例3、由Zn/Co-BTC制备Zn/Co-BTC@ZIF
(1)将80mg Zn/Co-BTC粉末分散于30ml乙醇水混合溶液(V醇：V水＝9：1)，形成均匀的悬浮液C2，4g 2-甲基咪唑溶于10ml乙醇水混合溶液(V醇：V水＝9：1)，形成溶液D2，将C2置于水浴中预热到45℃，将C2溶液加入到2-甲基咪唑溶液D2中，恒温搅拌反应5min。
(2)将产物离心分离，用乙醇洗涤干净后，置于80℃的烘箱中烘干后，得到Zn/Co-BTC@ZIF粉末。
图3为本实施例制备的Zn/Co-BTC@ZIF粉末FESEM图和TEM图。FESEM图显示原来光滑的纳米线表面***糙，TEM图显示为一种核壳结构。图6为本实施例制备的Zn/Co-BTC@ZIF粉末XRD图，可以看到Zn/Co-BTC衍射峰和ZIF衍射峰同时存在，表明Zn/Co-BTC部分转化为ZIF。
实施例4、由Zn/Co-MOF-74制备Zn/Co-MOF-74@ZIF
(1)将80mg Zn/Co-MOF-74粉末分散于30ml乙醇水混合溶液(V醇：V水＝1：1)，形成均匀的悬浮液C3，4g 2-甲基咪唑溶于10ml乙醇水混合溶液(V醇：V水＝1：1)，形成溶液D3，将C3置于水浴中预热到70℃，将C3溶液加入到2-甲基咪唑溶液D3中，恒温搅拌反应5min。
(2)将产物离心分离，用乙醇洗涤干净后，置于80℃的烘箱中烘干后，得到Zn/Co-MOF-74@ZIF粉末。
图4为本实施例制备的Zn/Co-MOF-74@ZIF粉末FESEM图和TEM图。FESEM图显示原来光滑的纳米线表面***糙，TEM图显示为一种核壳结构。图7为本实施例制备的Zn/Co-MOF-74@ZIF粉末XRD图，可以看到Zn/Co-MOF-74衍射峰和ZIF衍射峰同时存在，表明Zn/Co-MOF-74部分转化为ZIF。
实施例5、由MOF@ZIF制备多孔碳@氮掺杂多孔碳
(1)由Co-BTC制备的Co-BTC@ZIF在600℃氩气保护退火，保温2h；由Zn/Co-BTC制备的Zn/Co-BTC@ZIF在900℃氩气保护退火，保温2h；由Zn/Co-MOF-74制备的Zn/Co-MOF-74@ZIF在600℃氩气保护退火，保温2h，得到多孔碳/金属@氮掺杂多孔碳/金属核壳复合材料。
(2)将多孔碳/金属@氮掺杂多孔碳/金属核壳复合结构置于硝酸溶液(浓硝酸：水＝1：2)中，在80℃水浴锅中搅拌反应24h。
(3)将产物离心分离，用乙醇洗涤干净，置于80℃烘箱中烘干，得到多孔碳@氮掺杂多孔碳核壳复合材料。
图8是本实施例制备的多孔碳@氮掺杂的多孔碳的FESEM图，表明经过退火和酸洗步骤后，MOF@ZIF的形貌可以得到保留。
实施例6、电化学性能测试
(1)制备工作电极：将MOF@ZIF制备的多孔碳@氮掺杂多孔碳与导电炭黑以及PVDF按照质量比8:1:1均匀混合溶于1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中，制成浆料，然后均匀涂覆于铜箔集流体上，置于60℃真空干燥箱中烘干24h后，切片制成工作电极。
(2)组装电池：锂片为对电极，玻璃纤维为隔膜，使用二次电解液，在充满氩气的手套箱中组装CR2032纽扣电池。
(3)性能测试：在0.01V～3Vvs Li+/Li的电压范围下，以0.1A/g、0.2A/g、0.5A/g、1A/g、2A/g、5A/g的电流密度测试电池的倍率性能。
将MOF衍生的碳材料经过上述相同处理，进行电池组装和电化学性能测试，形成对照实验。
图9是本实施例对MOF衍生的多孔碳，以及MOF@ZIF衍生的多孔碳@氮掺杂多孔碳，进行的电化学性能对比。可以看出，MOF@ZIF衍生的碳材料，在不同电流密度下的比容量均高于MOF衍生的碳材料，这主要得益于核壳结构以及氮原子掺杂。
以上实施例，均是本发明较为典型的实施例，并非对本发明的任何限制，例如，2-甲基咪唑用量，反应时间，水浴温度，退火温度等都可进一步调整。因此，根据本发明的总体思路，所属本技术领域的技术人员所描述的工艺参数做调整和修改的，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种一维MOF@ZIF核壳结构的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将MOF材料分散于溶剂中，形成均匀的悬浮液C；
(2)将2-甲基咪唑溶于乙醇和水的混合溶液，形成溶液D；
(3)将悬浮液C置于水浴中预热到反应温度，将C溶液加入到2-甲基咪唑溶液D中，恒温搅拌反应一段时间后，将产物离心分离，然后依次用乙醇和去离子水洗涤，最后置于烘箱中干燥得到MOF@ZIF核壳结构粉体；
步骤(1)中MOF材料为Co-BTC粉体、Zn/Co-BTC粉体、Zn/Co-MOF-74粉体中的一种；分散的溶剂为乙醇和水的混合溶液；
Co-BTC粉末的制备方法如下：
将0.43g 1,3,5-均苯三甲酸溶于90ml去离子水中形成溶液A1，将0.50g四水合乙酸钴溶于10ml去离子水形成溶液B1，溶液A1在水浴中预热到85℃时，将溶液B1加入，恒温搅拌反应15min，将产物离心分离，用乙醇洗涤干净后，置于80℃烘箱中烘干，得到Co-BTC粉末；
Zn/Co-BTC粉末的制备方法如下：
将0.43g 1,3,5-均苯三甲酸溶于90ml去离子水中形成溶液A2，将0.053g四水合乙酸钴和0.42g二水合乙酸锌溶于10ml去离子水形成溶液B2，溶液A2在油浴中预热到100℃时，将溶液B2加入，恒温搅拌反应1min，将产物离心分离，用乙醇洗涤干净后，置于80℃烘箱中烘干，得到Zn/Co-BTC粉末；
Zn/Co-MOF-74粉末的制备方法如下：
将0.40g 2,5-二羟基对苯二甲酸分散于90ml去离子水中形成溶液A3，将0.82g四水合乙酸钴和0.18g二水合乙酸锌溶于10ml去离子水形成溶液B3，溶液A3在水浴中预热到100℃时，将溶液B3加入，恒温搅拌反应40min，将产物离心分离，用乙醇洗涤干净后，置于80℃烘箱中烘干，得到Zn/Co-MOF-74粉末。
2.根据权利要求1所述的一维MOF@ZIF核壳结构的制备方法，其特征在于：
当MOF材料为Co-BTC时：
步骤(1)的具体过程如下：Co-BTC分散于乙醇和水的混合溶液，形成均匀的悬浮液C1，其中，乙醇和水的体积比为19:1；
步骤(2)中乙醇和水的体积比为19:1；
步骤(3)的具体过程如下：将悬浮液C1置于水浴中预热到24-26℃后，以体积比VD:VC1＝1:9倒入溶液D，恒温搅拌反应85-95min后，将产物离心分离，然后依次用乙醇和去离子水洗涤，最后置于烘箱中干燥得到MOF@ZIF核壳结构粉体。
3.根据权利要求1所述的一维MOF@ZIF核壳结构的制备方法，其特征在于：
当MOF材料为Zn/Co-BTC时：
步骤(1)的具体过程如下：Zn/Co-BTC分散于乙醇和水的混合溶液，形成均匀的悬浮液C2，其中，乙醇和水的体积比为9:1；
步骤(2)中乙醇和水的体积比为9:1；
步骤(3)的具体过程如下：将悬浮液C2置于水浴中预热到44-46℃后，以体积比VD:VC2＝1:3倒入溶液D，恒温搅拌反应4-6min后，将产物离心分离，然后依次用乙醇和去离子水洗涤，最后置于烘箱中干燥得到MOF@ZIF核壳结构粉体。
4.根据权利要求1所述的一维MOF@ZIF核壳结构的制备方法，其特征在于：
当MOF材料为Zn/Co-MOF-74时：
步骤(1)的具体过程如下：Zn/Co-MOF-74分散于乙醇和水的混合溶液，形成均匀的悬浮液C3，其中，乙醇和水的体积比为1:1；
步骤(2)中乙醇和水的体积比为1:1；
步骤(3)的具体过程如下：将悬浮液C3置于水浴中预热到68-72℃后，以体积比VD:VC＝1：3倒入溶液D，恒温搅拌反应4-6min后，将产物离心分离，然后依次用乙醇和去离子水洗涤，最后置于烘箱中干燥得到MOF@ZIF核壳结构粉体。
5.根据权利要求1所述的一维MOF@ZIF核壳结构的制备方法，其特征在于：步骤(3)中烘箱中干燥温度为75-85℃，干燥时间为10-20h。
6.一种采用如权利要求1-5任意一项制备而成的一维MOF@ZIF核壳结构制备多孔碳@氮掺杂多孔碳核壳结构的方法如下：
S1：将MOF@ZIF核壳结构粉体在氩气中高温煅烧，得到多孔碳/金属@氮掺杂多孔碳/金属粉末；
S2：将多孔碳/金属@氮掺杂多孔碳/金属粉末加入到硝酸溶液中，搅拌一段时间后，将产物离心分离，用乙醇洗涤后，置于烘箱中烘干，得到多孔碳@氮掺杂多孔碳核壳结构。
7.根据权利要求6所述的多孔碳@氮掺杂多孔碳核壳结构的制备方法，其特征在于：步骤S1中高温煅烧温度为600-900℃，时间为1.8-2.2h。
8.根据权利要求6所述的多孔碳@氮掺杂多孔碳核壳结构的制备方法，其特征在于：步骤S2中搅拌时温度为75-85℃，搅拌时间为23-25h；烘箱中烘干温度为75-85℃，烘干时间为11-13h。
9.一种如权利要求6-8任意一项制备而成的多孔碳@氮掺杂多孔碳核壳结构的应用，其特征在于：能够用于高性能锂离子电池的负极材料。
CN201910508088.0A 2019-06-12 2019-06-12 一种一维mof@zif核壳结构的制备方法及其应用 Active CN110212194B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910508088.0A CN110212194B (zh) 2019-06-12 2019-06-12 一种一维mof@zif核壳结构的制备方法及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910508088.0A CN110212194B (zh) 2019-06-12 2019-06-12 一种一维mof@zif核壳结构的制备方法及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110212194A CN110212194A (zh) 2019-09-06
CN110212194B true CN110212194B (zh) 2021-01-08

Family

ID=67792287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910508088.0A Active CN110212194B (zh) 2019-06-12 2019-06-12 一种一维mof@zif核壳结构的制备方法及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110212194B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111525124B (zh) * 2020-04-08 2021-03-16 荆门市诺维英新材料科技有限公司 一种锂离子电池负极材料的制备方法
JP7304382B2 (ja) * 2020-07-01 2023-07-06 インディアン オイル コーポレイション リミテッド 水素貯蔵用の混合配位子を有する亜鉛系金属有機構造体（ｚｉｔ）
CN111916737B (zh) * 2020-08-11 2023-03-17 合肥工业大学 一种一维核壳结构多孔碳的制备方法及其应用
CN112827495B (zh) * 2021-01-05 2023-03-31 北京科技大学 一种储热/催化一体化材料的制备方法
WO2022164213A1 (ko) * 2021-01-27 2022-08-04 주식회사 엘지에너지솔루션 다공성 탄소 구조체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
CN112979980B (zh) * 2021-02-24 2022-06-21 上海科技大学 一种mof-74杂化壳层结构材料和zif-90@mof-74杂化核壳材料
CN112979983B (zh) * 2021-03-03 2022-08-05 太原理工大学 一种表面掺杂多孔ZIF-8的柔性MOFs材料、制备方法及应用
CN114685804B (zh) * 2022-04-06 2023-03-07 中国药科大学 一种核-壳式双配体配位聚合物及其制备方法、应用
CN114733533B (zh) * 2022-04-06 2023-11-21 青岛科技大学 一种异构mof1@mof2衍生的碳基金属催化剂的制备方法及应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104151336A (zh) * 2014-08-08 2014-11-19 复旦大学 一种多级孔结构的金属有机框架化合物的制备方法
EP2948236A2 (en) * 2013-01-28 2015-12-02 Council of Scientific & Industrial Research A process for the preparation of mofs-porous polymeric membrane composites
CN105713208A (zh) * 2016-04-15 2016-06-29 中国科学院上海高等研究院 一种CuZn 双金属有机骨架材料及其制备方法
CN107055631A (zh) * 2017-05-03 2017-08-18 安庆师范大学 一种多孔Co3O4长方体的制备方法及应用
CN109830672A (zh) * 2019-03-19 2019-05-31 合肥工业大学 一种MnO@氮掺杂多孔碳纳米复合物的制备方法及用途

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9527872B2 (en) * 2012-01-30 2016-12-27 Georgia Tech Research Corporation Hybrid zeolitic imidazolate frameworks: controlling framework porosity and functionality by a mixed-ligand synthetic approach
CN102962036B (zh) * 2012-10-30 2016-06-29 中国科学院大连化学物理研究所 基于过渡金属钴的多孔金属有机骨架材料及其制备方法
CN103236542A (zh) * 2013-04-17 2013-08-07 浙江大学 一种以金属－有机框架材料为硫载体的锂硫电池正极材料的制备方法
CN104241604A (zh) * 2014-09-26 2014-12-24 浙江大学 一种核壳结构锂离子电池电极材料的制备方法
CN104307482B (zh) * 2014-10-14 2016-08-24 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 功能化zif类型金属有机骨架多孔材料、其制备方法与应用
US20160130199A1 (en) * 2014-11-06 2016-05-12 Phillips 66 Company ZIF-8-90 METAL ORGANIC FRAMEWORK (MOF) MEMBRANES FOR n-BUTANE/i-BUTANE SEPARATIONS
CN105152281B (zh) * 2015-09-10 2017-09-26 上海大学 核壳结构分级多孔碳材料电容型脱盐电极的制备方法
CN106076242A (zh) * 2016-06-06 2016-11-09 华南理工大学 一种MOFs双金属吸附材料(Fe,Co)‑BTC及其制备方法
CN107316987A (zh) * 2017-05-04 2017-11-03 南京邮电大学 一种氧化物纳米线/ZIF系MOFs糖葫芦状复合材料及其制备方法
CN107964102B (zh) * 2017-12-15 2020-12-29 中国科学院上海高等研究院 一种zif-8@zif-67钴锌双金属核壳结构金属有机框架材料及其制备方法和应用
CN108707237A (zh) * 2018-06-15 2018-10-26 合肥工业大学 一种制备空心金属有机框架的通用方法
CN109763333B (zh) * 2018-12-12 2021-05-07 浙江工业大学 一种通过改性载体制备金属有机骨架的方法
CN109663577B (zh) * 2019-01-31 2022-04-29 沈阳工业大学 碳氮共掺杂的四氧化三钴的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2948236A2 (en) * 2013-01-28 2015-12-02 Council of Scientific & Industrial Research A process for the preparation of mofs-porous polymeric membrane composites
CN104151336A (zh) * 2014-08-08 2014-11-19 复旦大学 一种多级孔结构的金属有机框架化合物的制备方法
CN105713208A (zh) * 2016-04-15 2016-06-29 中国科学院上海高等研究院 一种CuZn 双金属有机骨架材料及其制备方法
CN107055631A (zh) * 2017-05-03 2017-08-18 安庆师范大学 一种多孔Co3O4长方体的制备方法及应用
CN109830672A (zh) * 2019-03-19 2019-05-31 合肥工业大学 一种MnO@氮掺杂多孔碳纳米复合物的制备方法及用途

Also Published As

Publication number Publication date
CN110212194A (zh) 2019-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110212194B (zh) 一种一维mof@zif核壳结构的制备方法及其应用
CN110492081B (zh) 一种硒化钴/硒化锌@氮掺杂多孔碳纳米管的制备方法及其应用
CN106953076B (zh) 一种钠离子电池碳/碳复合材料及其制备方法
CN110364693B (zh) 一种纳米三维导电骨架/MnO2复合结构材料的制备方法及其在锌电池正极中的应用
CN110423358B (zh) 一维管状mof材料的制备方法及一维氮掺杂的多孔碳纳米管材料的制备和应用
CN110112401B (zh) 一种氮掺杂多孔碳@氮化铌或碳化铌核壳结构的制备方法及其应用
CN110416548B (zh) 一种氮掺杂多孔碳的二维结构的制备方法及其应用
CN108091871A (zh) 一种多孔球状锂离子电池三元正极材料及其制备方法
CN113725432B (zh) 一种zif-67及其衍生硒化钴/碳电极材料制备方法
CN106229503B (zh) 一种氧化镍/石墨烯纳米复合材料的制备方法、锂离子电池负极、锂离子电池
CN111952572A (zh) 一种含有单原子活性位点的钴镍双金属氮掺杂碳复合材料及其制备方法和应用
CN108933237B (zh) 一种锂离子电池正极材料的制备方法及应用
CN111710860B (zh) 一种磷化钴钼颗粒修饰的氮磷共掺杂碳复合材料及其制备方法和应用
CN110943213A (zh) 一种MOF衍生多孔碳盒负载Co3V2O8复合负极材料及其制备方法和应用
CN112436145A (zh) 钠离子电池负极用mof-74衍生碳包覆钴镍双金属硫化物的制备方法和应用
CN109559902B (zh) 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
CN106299344B (zh) 一种钠离子电池钛酸镍负极材料及其制备方法
Gou et al. Co-based metal–organic framework and its derivatives as high-performance anode materials for lithium-ion batteries
CN108400299B (zh) 一种用于钠离子电池的CuFe2O4/C复合负极材料的制备方法
CN112320792B (zh) 一种锂离子电池用的负极材料的制备方法及其产品
CN109786709B (zh) 一种四氧化三铁/碳复合负极材料及其制备方法和用途
CN109534401B (zh) 一种钒酸铜的制备方法，该方法制备得到的钒酸铜及其在锂离子电池中的应用
CN108767211B (zh) 电极材料的制备方法及其电极材料
CN113206226B (zh) 一种双过渡金属碳化复合物及其制备方法和应用
CN109378462A (zh) 一种锂离子电池用三维Co3Sn2/SnO2负极材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant