[发明专利]一种石墨烯活化金属有机骨架电极材料及其制备和应用

摘要

本发明公开了一种石墨烯活化金属有机骨架电极材料及其制备和应用。制备方法包括：将含有金属离子的可溶性盐和有机配体加入到溶剂中，反应温度控制100℃‑150℃下保持24h‑30h，得到MOF结构材料；将MOF结构材料于溶剂中超声分散，然后加入石墨烯，反应10‑60min，制得石墨烯活化的MOF电极材料。本发明所述的金属有机骨架材料具有多孔、比表面积大、结构可调、结构多样性等优点，材料制备过程简单；将其用于超级电容器电极材料时，具有优异的循环稳定性和较高的放电比容量，比电容高达280F/g，稳定性良好。

主权项

1.一种石墨烯活化金属有机骨架电极材料的制备方法，包括：(1)将含有金属离子的可溶性盐和有机配体2,2'‑联吡啶‑4,4'‑二甲酸加入到溶剂中，搅拌均匀，转移至反应釜中，反应温度控制100℃‑150℃下保持24h‑30h，经离心、洗涤，80℃‑100℃下真空干燥，得到MOF结构材料；(2)将步骤(1)制得的MOF结构材料于溶剂中超声分散，然后加入石墨烯，反应10‑60min，经洗涤、干燥，制得石墨烯活化的MOF电极材料；分别称取1mmol醋酸钴，1mmol 2,2'‑联吡啶‑4,4'‑二甲酸有机配体和50mL DMF溶液搅拌均匀，转移至反应釜中，反应温度控制120℃下保持24h，经过离心洗涤，85℃下真空干燥，得到Co‑MOF结构材料；称量2.0g上述Co‑MOF结构材料放入烧杯中，加入40mL去离子水进行超声波分散(超声功率和频率分别为100W和40kHz)，再加入20mg石墨烯，超声反应30min，经过洗涤干燥处理得到石墨烯活化处理的金属有机骨架电极材料GNS‑‑Co‑MOF；将GNS‑‑Co‑MOF电极材料、粘结剂和导电炭黑按照85：10：5的质量比均匀分散在NMP中，然后将电极浆料通过对辊机涂到泡沫镍上，利用3M的KOH水溶液作为电解液组装扣式电池，电池性能测试设备为蓝电电池测试仪，电位区间为0～1.0V，经测试比容量达到280F/g。