[发明专利]一种超细晶粒金属氧化物/多孔碳电极及其制备方法

摘要

本发明公开了一种超细晶粒金属氧化物/多孔碳电极及其制备方法。本发明的方法是先制得zif‑67粉末，然后将其置于高温炉中碳化，得到超细晶粒金属氧化物/多孔碳复合材料；最后以超细晶粒金属氧化物/多孔碳复合材料作为活性物质，炭黑作为导电剂，聚四氟乙烯作为粘接剂，再加入溶剂N,N‑二甲基吡咯烷酮，制得混合液；将配制的混合液滴在碳纸薄片上，将电极片置于真空烘箱中干燥，得到超细晶粒金属氧化物/多孔碳电极。本发明的制备条件温和、工艺简单、操作可控；所制得的超细晶粒金属氧化物/多孔碳电极在浓度1mol/L的NaOH电解液中充放电电流密度分别为200mA/g、500mA/g、1000mA/g和2000mA/g时，比电容分别高达220F/g、210F/g、205F/g和200F/g，充放电1000次后，比电容衰减2.8％。

主权项

一种超细晶粒金属氧化物/多孔碳电极的制备方法，其特征是，其步骤如下：(1)合成zif‑67称取0.5‑1.0gCo(NO3)2·6H2O溶于50ml去离子水中形成A溶液；称取2‑甲基咪唑和三乙胺溶于50ml去离子水中形成B溶液；将A、B溶液分别超声搅拌10min后混合；其中，Co(NO3)2·6H2O，2‑甲基咪唑和三乙胺的摩尔比为1：(4‑16)：(4‑16)；将混合溶液在室温下超声搅拌反应10min后用去离子水离心清洗2‑3次，置于温度为70‑100℃烘箱中干燥12‑24h，得到zif‑67粉末；(2)超细晶粒金属氧化物/多孔碳复合材料的制备将(1)中得到的zif‑67粉末置于600‑1000℃高温炉中碳化2‑8小时，碳化气氛为氮气或氩气，得到超细晶粒金属氧化物/多孔碳复合材料；(3)电极制备采用超细晶粒金属氧化物/多孔碳复合材料作为活性物质，炭黑作为导电剂，聚四氟乙烯作为粘结剂，将活性物质、导电剂、粘结剂按质量比8:1:1的比例在玛瑙研钵中研磨均匀，再加入溶剂N,N‑二甲基吡咯烷酮，充分搅拌使其混合均匀；将配制的混合液滴在裁剪成1×3cm的碳纸薄片上，将电极片置于80‑100℃的真空烘箱中干燥24小时，得到超细晶粒金属氧化物/多孔碳电极。