[发明专利]Co负载于MIL-101的材料、其制备方法及应用

说明书

一种Co负载于MIL‑101的材料、其制备方法及应用，涉及锂电池材料技术领域。该Co负载于MIL‑101的材料的制备方法，其包括以下制备步骤：将钴盐和MIL‑101混合后加水使用超声波处理，随后搅拌得到混合液；向混合液中滴入硼氢化钠溶液，搅拌均匀后过滤、洗涤、干燥。该制备方法具有工艺简单，成本低，适合于工业化生产的优点，能够制备得到具有大比表面积、高充放电比容量的材料。此外本发明还涉及上述Co负载于MIL‑101的材料及其在制备锂电池负极材料中的应用。

技术领域

本发明涉及一种锂电池材料技术领域，且特别涉及一种Co负载于MIL-101的材料、其制备方法及应用。

背景技术

锂离子电池(LIBs)作为新一代绿色高能可充电电池已被广泛应用于各个领域，其具有电压高、能量密度大、循环性能好、自放电小、无记忆效应等优点。目前被广泛使用的锂离子电池负极材料是碳材料，因其理论容量较低(372mAh/g)已无法满足未来应用的需求，因此开发新材料用作电极材料以提高其性能势在必行。金属-有机框架作为一类分子微孔材料具备合成条件温和、结构多样化、比表面积高和电化学性能可调控等优势已在锂电电极材料的研究中展现了巨大的潜力。

金属-有机框架材料(MOFs)是由有机配体和金属离子或团簇通过配位键自组装形成的具有分子内孔隙的有机-无机杂化材料，在金属-有机框架材料中，由于有机配体和金属离子或团簇的排列具有明显的方向性从而形成不同的框架孔隙结构，使其表现出不同的吸附性能、光学性质和电磁学性质，这使得金属-有机框架材料在氢气存储、气体吸附与分离、传感器、药物缓释、催化反应等领域得到的一定的应用，但是MOFs的导电性能较差，这严重的限制了其在锂电池领域的应用。

因此，本申请旨在提供一种具有优异的锂电池负极材料性能的MOFs材料及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Co负载于MIL-101的材料，其具有充放电比容量高、循环稳定性好和循环稳定性强的优点。

本发明的另一目的在于提供上述Co负载于MIL-101的材料的制备方法，其具有工艺简单、成本低、适合于工业化生产的优点。

本发明的另一目的在于提供上述Co负载于MIL-101的材料在锂电池负极材料中的应用。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

一种Co负载于MIL-101的材料的制备方法，其包括以下制备步骤：

将钴盐和MIL-101混合后加水使用超声波处理，随后搅拌得到混合液；

向混合液中滴入硼氢化钠溶液，搅拌均匀后过滤、洗涤、干燥。

进一步地，在本发明较佳实施例中，MIL-101的制备方法是：将铬盐、对苯二甲酸、氢氟酸和水混合搅拌均匀，在180-220℃下反应6-8小时后抽滤、洗涤，随后依次在乙醇中搅拌18-24小时、在NH₄F溶液中于50-60℃下搅拌4-6小时，洗涤、干燥。

进一步地，在本发明较佳实施例中，铬盐、对苯二甲酸、氢氟酸和水的摩尔比为1：1-2：1-2：280-300。

进一步地，在本发明较佳实施例中，钴盐和MIL-101的质量比为3-5：1。

进一步地，在本发明较佳实施例中，钴盐为硝酸钴。

进一步地，在本发明较佳实施例中，超声波处理的时间为20-60min。

进一步地，在本发明较佳实施例中，搅拌的时间为3-6h。

进一步地，在本发明较佳实施例中，搅拌均匀的时间为3-6h。

本发明还提供了一种Co负载于MIL-101的材料，其是采用上述的制备方法得到。