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专利号: 2019105080880
申请人: 合肥工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

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。

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: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。

3.根据权利要求2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。

4.根据权利要求2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。

5.根据权利要求2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。

6.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。

7.一种采用如权利要求1-6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。

8.根据权利要求7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。

9.根据权利要求7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。

10.一种如权利要求7-9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。