CN104979104A - 一种Ni-MOF电极材料的制备方法 - Google Patents
一种Ni-MOF电极材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104979104A CN104979104A CN201510381600.1A CN201510381600A CN104979104A CN 104979104 A CN104979104 A CN 104979104A CN 201510381600 A CN201510381600 A CN 201510381600A CN 104979104 A CN104979104 A CN 104979104A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode material
- solution
- preparation
- mof
- nickel nitrate
- 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.)
- Pending
Links
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 239000013099 nickel-based metal-organic framework Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 55
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 16
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 8
- KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N nickel(ii) nitrate Chemical compound [Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 abstract 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 abstract 1
- 238000004729 solvothermal method Methods 0.000 abstract 1
- 239000012621 metal-organic framework Substances 0.000 description 17
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 12
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L dimercury dichloride Chemical class Cl[Hg][Hg]Cl ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 238000000840 electrochemical analysis Methods 0.000 description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000013259 porous coordination polymer Substances 0.000 description 3
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 1
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000012983 electrochemical energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001455 metallic ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000013110 organic ligand Substances 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
- H01G11/86—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof specially adapted for electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/24—Electrodes characterised by structural features of the materials making up or comprised in the electrodes, e.g. form, surface area or porosity; characterised by the structural features of powders or particles used therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/26—Electrodes characterised by their structure, e.g. multi-layered, porosity or surface features
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/48—Conductive polymers
-
- 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
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
本发明公开了一种Ni-MOF电极材料的制备方法，将总浓度为0.0075～0.43mol/l的硝酸镍水溶液加入到总浓度为0.005～0.03mol/l的PTA/DMF溶液中，加入的速度为2～5ml/min，硝酸镍水溶液和对苯二甲酸溶液的体积比为1.5～3：1，溶解搅拌1～2h后，获得前驱体溶液，将前驱体溶液在120～200℃水热釜中进行溶剂热反应12～48h，所得的绿色沉淀用DMF和无水乙醇分别进行离心洗涤、过滤，在80℃下进行干燥，即得到Ni-MOF电极材料。本发明的材料的比电容最大可达1500F/g，充放电循环3000次后，仍能保持90％的比电容。本发明的方法简单可控、条件温和、生产成本低廉。
Description
技术领域
本发明属于材料学领域，尤其涉及一种超级电容器的电极材料，具体来说是一种Ni-MOF电极材料的制备方法。
背景技术
在环境污染日益严重，化石燃料逐渐枯竭的今天，寻求高能量密度的储能设备变得尤为重要。超级电容器作为最可靠的电化学储能系统之一，由于其卓越的能量密度，和快速的充放电性能而获得广泛的关注。电极材料作为超级电容器的核心部件，它的组成、结构和性质对电容器的性能起着决定性的影响。
金属-有机骨架配合物(metal-organic frameworks,MOFs),又称为多孔配位聚合物(porous coordination polymers，PCPs)，通常指金属离子或金属簇与有机配体通过自组装过程形成具有周期性无限网络结构的晶态材料，因此它兼备了有机高分子和无机化合物两者的特点。作为一类新型的多孔材料，MOFs因具有比表面积大、结构多样性、孔道尺寸可调及骨架可修饰等优点，广泛应用于催化剂、吸附分离、气体的储存及光电磁材料等各个领域。
MOFs材料作为超级电容器中的研究已不断扩展，近年来，并且可以是分为两种情况。在一种情况中，由于它们的可控微孔尺寸(0.6-2纳米)和巨大的表面积，MOFs材料被用于制备多孔金属氧化物或碳的新模板。在其他情况下，该MOFs材料本身具有结合赝电容氧化还原独特的结构中心，可以直接作为一个新的类型的电极材料。一方面，MOFs内部的金属阳离子的氧化还原行为可以为电子提供一个输送途径，从而促进电子传输可以解决绝缘性质的问题，其具有较好的电导性能。另一方面，MOFs材料具有较大的孔结构，允许电解质快速扩散，可以有效消除由电解质离子其溶剂层和充分利用微细孔或其他通道的空间限制，此外，可通过调控MOFs材料的内部活性金属离子与电解质溶液的匹配性，确保电荷存储，从而表现出高的电容。因此，MOF材料作可作为一种新型的电容材料。
直接使用MOFs材料作为超级电容器电极的研究比较罕见。D.Y.Lee等曾对MOFs材料包括CO-，CO-Zn-，Zn-和镉系材料都已经进行了研究，但在LiOH溶液中，只有Co基MOF材料表现出约一个200Fg-1的比电容。由于其差的电子导电性，由空隙导致的空间位阻离子的插入，以及MOFs材料和电解质之间的不兼容性，这些材料可以认为是不成功的。为了克服这些缺点，这时需要设计量身定制的具有独特结构的MOF材料。
发明内容
针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种Ni-MOF电极材料的制备方法，该制备方法具有工艺简单、操作方便、易于工业化生产等特点。该材料比电容高，导电性好，即具有良好的电化学性能。
本发明提供了一种Ni-MOF电极材料的制备方法，包括如下步骤：
1)一个配制对苯二甲酸溶液的步骤，在N,N-二甲基甲酰胺中加入对苯二甲酸，使得对苯二甲酸的总浓度为0.005～0.03mol/L；
2)一个配制硝酸镍水溶液的步骤，在水中加入硝酸镍，使得硝酸镍水溶液的总浓度为0.0075～0.43mol/L；
3)将上述的硝酸镍水溶液以2～5ml/min的速度加入到对苯二甲酸溶液中，硝酸镍水溶液和对苯二甲酸溶液的体积比为1.5～3：1，溶解搅拌1～2h后，获得前驱体溶液；
4)将前驱体溶液加入到一个反应容器中，在120～200℃的温度下进行溶剂热反应12～48h，所得的绿色沉淀用N,N-二甲基甲酰胺和无水乙醇分别进行离心洗涤、过滤，在50～80℃以下进行干燥，即得到Ni-MOF电极材料。
进一步的，所述的反应容器为水热釜。
进一步的，所述的硝酸镍水溶液和对苯二甲酸溶液的体积比为2：1，
上述的DMF为N,N-二甲基甲酰胺；上述的PTA为对苯二甲酸。
本发明的一种Ni-MOF电极材料，可用于超级电容器电极材料。将金属与有机物构造成金属有机骨架化合物，由于反应过程中有机溶剂的挥发使该化合物具有多孔、表面积大、导电，因此其具有良好的电化学性能。本发明的Ni-MOF材料具有层状结构，因此呈现出巨大的比电容，高倍率性能和循环性能，导电性好，即具有良好的电化学性能。
本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明的Ni-MOF电极材料其比电容最大可达1500F/g，充放电循环3000次后，仍能保持90％的比电容，可用于超级电容器电极材料。此类Ni-MOF电极材料其制备工艺简单可控、条件温和、生产成本低廉，适合于工业化生产。
附图说明：
图1是实施例1、4所得Ni-MOF电极材料的X射线衍射图谱。
图2是实施例4所得Ni-MOF电极材料的循环伏安曲线图。
图3是实施例4所得Ni-MOF电极材料的充放电曲线图。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。
实施例1
一种Ni-MOF电极材料的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂，配制浓度为0.005mol/l的PTA/DMF溶液，以水为溶剂，配制浓度为0.0075mol/l的硝酸镍水溶液；(2)将上述得硝酸镍水溶液以3ml/min的速度加入PTA/DMF溶液中，控制二者体积比为2-1，溶解搅拌1h后，获得PTA的总浓度为0.0016mol/L，硝酸镍的总浓度为0.0025mol/l的前驱体溶液。
(3)将(2)中前驱体溶液在120℃水热釜中进行溶剂热反应24h，所得的绿色沉淀用DMF和无水乙醇分别进行离心洗涤、过滤，在80℃下进行干燥，即得到具有良好的电化学性能的Ni-MOF电极材料。
采用X射线衍射分析仪器(日本理学RIGAKU D/max 2200PC JAPAN)对上述所得的Ni-MOF电极材料进行测定，所得的XRD图如图1所示，从图1中可以看出，在约2θ＝9°处可以明显看到第一强衍射峰，与文献理论计算的晶体数据基本匹配，由此表明了Ni-MOF电极材料的成功合成。
将上述所得的Ni-MOF电极材料作为工作电极，以饱和甘汞作为参考电极，以铂片作为对电极，组成三电极体系。在6M KOH的电解质溶液中采用上海辰华的CHI660E电化学工作站进行电化学测试，测试过程中扫描电压范围为0-0.35V。结果表明，在电流密度为0.5Ag-1时，所制得的Ni-MOF电极材料的比电容达到了496F/g。
实施例2
一种Ni-MOF电极材料的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂，配制浓度为0.01mol/l的PTA/DMF溶液，以水为溶剂，配制浓度为0.05mol/l的硝酸镍水溶液；(2)将上述得硝酸镍水溶液以3ml/min的速度加入PTA/DMF溶液中，控制二者体积比为2-1，溶解搅拌1h后，获得PTA的总浓度为0.003mol/L，硝酸镍的总浓度为0.016mol/l的前驱体溶液。
(3)将(2)中前驱体溶液在140℃水热釜中进行溶剂热反应24h，所得的绿色沉淀用DMF和无水乙醇分别进行离心洗涤、过滤，在80℃下进行干燥，即得到具有良好的电化学性能的Ni-MOF电极材料。
上述所得的Ni-MOF电极材料的X射线衍射结果同实施例1，表明Ni-MOF电极材料的成功合成。
将上述所得的Ni-MOF电极材料作为工作电极，以饱和甘汞作为参考电极，以铂片作为对电极，组成三电极体系。在6M KOH的电解质溶液中采用上海辰华的CHI660E电化学工作站进行电化学测试，测试过程中扫描范围为0-0.35V。结果表明，在电流密度为0.5Ag-1时，所制得的Ni-MOF电极材料的比电容达到了1236F/g。在电流密度为10Ag-1时，所制得的Ni-MOF电极材料的比电容也高达到505F/g。
实施例3
一种Ni-MOF电极材料的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂，配制浓度为0.015mol/l的PTA/DMF溶液，以水为溶剂，配制浓度为0.0225mol/l的硝酸镍水溶液；(2)将上述得硝酸镍水溶液以3ml/min的速度加入PTA/DMF溶液中，控制二者体积比为2-1，溶解搅拌1～2h后，获得PTA的总浓度为0.005mol/L，硝酸镍的总浓度为0.0075mol/l的前驱体溶液。
(3)将(2)中前驱体溶液在160℃水热釜中进行溶剂热反应24h，所得的绿色沉淀用DMF和无水乙醇分别进行离心洗涤、过滤，在80℃下进行干燥，即得到具有良好的电化学性能的Ni-MOF电极材料。
上述所得的Ni-MOF电极材料的X射线衍射结果同实施例1，表明Ni-MOF电极材料的成功合成。
将上述所得的Ni-MOF电极材料作为工作电极，以饱和甘汞作为参考电极，以铂片作为对电极，组成三电极体系。在6M KOH的电解质溶液中采用上海辰华的CHI660E电化学工作站进行电化学测试，测试过程中扫描范围为0-0.35V。结果表明，在电流密度为0.5Ag-1时，所制得的Ni-MOF电极材料的比电容达到了1118F/g。
实施例4
一种Ni-MOF电极材料的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂，配制浓度为0.02mol/l的PTA/DMF溶液，以水为溶剂，配制浓度为0.3mol/l的硝酸镍水溶液；(2)将上述得硝酸镍水溶液以3ml/min的速度加入PTA/DMF溶液中，控制二者体积比为2-1，溶解搅拌1～2h后，获得PTA的总浓度为0.006mol/L，硝酸镍的总浓度为0.1mol/l的前驱体溶液。
(3)将(2)中前驱体溶液在180℃水热釜中进行溶剂热反应24h，所得的绿色沉淀用DMF和无水乙醇分别进行离心洗涤、过滤，在80℃下进行干燥，即得到具有良好的电化学性能的Ni-MOF电极材料。
上述所得的Ni-MOF电极材料的X射线衍射结果同实施例1，表明Ni-MOF电极材料的成功合成。
将上述所得的Ni-MOF电极材料作为工作电极，以饱和甘汞作为参考电极，以铂片作为对电极，组成三电极体系。在6M KOH的电解质溶液中采用上海辰华的CHI660E电化学工作站进行电化学测试，测试过程中扫描范围为0-0.35V。结果表明，在电流密度为0.5Ag-1时，所制得的Ni-MOF电极材料的比电容达到了1234F/g。
实施例5
一种Ni-MOF电极材料的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂，配制浓度为0.03mol/l的PTA/DMF溶液，以水为溶剂，配制浓度为0.4mol/l的硝酸镍水溶液；(2)将上述得硝酸镍水溶液以3ml/min的速度加入PTA/DMF溶液中，控制二者体积比为2-1，溶解搅拌1～2h后，获得PTA的总浓度为0.01mol/L，硝酸镍的总浓度为0.13mol/l的前驱体溶液。
(3)将(2)中前驱体溶液在200℃水热釜中进行溶剂热反应24h，所得的绿色沉淀用DMF和无水乙醇分别进行离心洗涤、过滤，在80℃下进行干燥，即得到具有良好的电化学性能的Ni-MOF电极材料。
上述所得的Ni-MOF电极材料的X射线衍射结果同实施例1，表明Ni-MOF电极材料的成功合成。
将上述所得的Ni-MOF电极材料作为工作电极，以饱和甘汞作为参考电极，以铂片作为对电极，组成三电极体系。在6M KOH的电解质溶液中采用上海辰华的CHI660E电化学工作站进行电化学测试，测试过程中扫描范围为0-0.35V。结果表明，在电流密度为0.5Ag-1时，所制得的Ni-MOF电极材料的比电容达到了1238F/g。
综上所述，本发明的一种Ni-MOF电极材料及其合成方法，能够应用于超级电容器的电极材料，且比电容大，工艺简单，适合工业化生产，具有良好的商业前景。
以上所述仅是本发明的实施方式的举例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种Ni-MOF电极材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)一个配制对苯二甲酸溶液的步骤，在N,N-二甲基甲酰胺中加入对苯二甲酸，使得对苯二甲酸的总浓度为0.005～0.03mol/L；
2)一个配制硝酸镍水溶液的步骤，在水中加入硝酸镍，使得硝酸镍水溶液的总浓度为0.0075～0.43mol/L；
3)将上述的硝酸镍水溶液以2～5ml/min的速度加入到对苯二甲酸溶液中，硝酸镍水溶液和对苯二甲酸溶液的体积比为1.5～3：1，溶解搅拌1～2h后，获得前驱体溶液；
4)将前驱体溶液加入到一个反应容器中，在120～200℃的温度下进行溶剂热反应12～48h，所得的绿色沉淀用N,N-二甲基甲酰胺和无水乙醇分别进行离心洗涤、过滤，在50～80℃以下进行干燥，即得到Ni-MOF电极材料。
2.如权利要求1所述的一种Ni-MOF电极材料的制备方法，其特征在于：所述的硝酸镍水溶液和对苯二甲酸溶液的体积比为2：1。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510381600.1A CN104979104A (zh) | 2015-07-02 | 2015-07-02 | 一种Ni-MOF电极材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510381600.1A CN104979104A (zh) | 2015-07-02 | 2015-07-02 | 一种Ni-MOF电极材料的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104979104A true CN104979104A (zh) | 2015-10-14 |
Family
ID=54275527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510381600.1A Pending CN104979104A (zh) | 2015-07-02 | 2015-07-02 | 一种Ni-MOF电极材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104979104A (zh) |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105688997A (zh) * | 2016-03-04 | 2016-06-22 | 河北工程大学 | 一种高选择性催化剂及其制备方法 |
| CN105761942A (zh) * | 2016-02-29 | 2016-07-13 | 上海应用技术学院 | 一种三明治夹层结构的超级电容器电极材料及制备方法 |
| CN105845458A (zh) * | 2016-05-06 | 2016-08-10 | 上海利物盛企业集团有限公司 | 一种石墨烯活化金属有机骨架电极材料及其制备和应用 |
| CN105859799A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-08-17 | 青岛大学 | 一种用于检测六价铬的AgNPs@含氮二维π-共轭金属有机框架复合材料 |
| CN106770544A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-31 | 扬州大学 | Ni‑MOF超薄纳米带、合成方法及其应用 |
| CN107221458A (zh) * | 2017-05-25 | 2017-09-29 | 温州大学 | 镍配合物为前躯体的掺碳氧化镍复合电极材料及其制备方法 |
| CN107301924A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-10-27 | 扬州大学 | Ni‑MIL‑77超薄纳米带的制备方法及其应用 |
| CN107887180A (zh) * | 2017-11-08 | 2018-04-06 | 哈尔滨工业大学 | 一种在泡沫镍上原位生长Ni‑MOF‑74的方法 |
| CN108147678A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-06-12 | 东华大学 | 一种MOFs衍生NiO电致变色薄膜的制备方法 |
| FR3063180A1 (fr) * | 2017-02-21 | 2018-08-24 | Commissariat Energie Atomique | Utilisation d'un compose hybride a matrice mixte organique-inorganique, dit mof, comme materiau actif d'electrode. |
| CN109180497A (zh) * | 2018-09-04 | 2019-01-11 | 江南大学 | 一种n-烷基化产物的制备方法 |
| CN109939685A (zh) * | 2019-04-03 | 2019-06-28 | 安徽师范大学 | NiO/C@NiFeLDH复合材料及其制备方法和应用 |
| CN110031522A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-07-19 | 苏州科技大学 | 镍金属有机框架材料及其制备方法与应用 |
| CN110310837A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-10-08 | 浙江大学 | 一种用于超级电容器的Ni-PTA MOF材料及其制备方法 |
| CN110504110A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-26 | 河海大学 | 一种多联吡啶基金属有机骨架Ni-MOF制备超级电容器的方法 |
| CN111378210A (zh) * | 2020-03-24 | 2020-07-07 | 安徽中烟工业有限责任公司 | 一种三元金属MOFs-壳聚糖复合材料的制备方法及其在香烟烟气减害中的应用 |
| CN111508724A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-08-07 | 电子科技大学 | 一种超级电容器用MOFs复合电极材料及制备方法与工作电极 |
| CN112735859A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-04-30 | 重庆大学 | 一种超级电容器电极材料的制备方法 |
| CN115975213A (zh) * | 2023-02-03 | 2023-04-18 | 上海第二工业大学 | 一种基于溶剂热合成法制备的镍基金属有机骨架、合成方法及其应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101587089A (zh) * | 2008-05-23 | 2009-11-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 二茂铁-多孔金属有机骨架化合物复合材料及制备和应用 |
| CN102659845A (zh) * | 2012-03-30 | 2012-09-12 | 常州大学 | 层状金属配位聚合物及其合成方法 |
| US20140012039A1 (en) * | 2010-07-20 | 2014-01-09 | Basf Se | Functionalization of organic molecules using metal-organic frameworks (mofs) as catalysts |
-
2015
- 2015-07-02 CN CN201510381600.1A patent/CN104979104A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101587089A (zh) * | 2008-05-23 | 2009-11-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 二茂铁-多孔金属有机骨架化合物复合材料及制备和应用 |
| US20140012039A1 (en) * | 2010-07-20 | 2014-01-09 | Basf Se | Functionalization of organic molecules using metal-organic frameworks (mofs) as catalysts |
| CN102659845A (zh) * | 2012-03-30 | 2012-09-12 | 常州大学 | 层状金属配位聚合物及其合成方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SHEBERLA 等: "High Electrical Conductivity in Ni-3(2,3,6,7,10,11-hexaiminotriphenylene)(2), a Semiconducting Metal-Organic Graphene Analogue", 《JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY》 * |
Cited By (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105761942A (zh) * | 2016-02-29 | 2016-07-13 | 上海应用技术学院 | 一种三明治夹层结构的超级电容器电极材料及制备方法 |
| CN105761942B (zh) * | 2016-02-29 | 2018-06-26 | 上海应用技术学院 | 一种三明治夹层结构的超级电容器电极材料及制备方法 |
| CN105688997A (zh) * | 2016-03-04 | 2016-06-22 | 河北工程大学 | 一种高选择性催化剂及其制备方法 |
| CN105845458A (zh) * | 2016-05-06 | 2016-08-10 | 上海利物盛企业集团有限公司 | 一种石墨烯活化金属有机骨架电极材料及其制备和应用 |
| CN105845458B (zh) * | 2016-05-06 | 2018-06-26 | 上海利物盛企业集团有限公司 | 一种石墨烯活化金属有机骨架电极材料及其制备和应用 |
| CN105859799A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-08-17 | 青岛大学 | 一种用于检测六价铬的AgNPs@含氮二维π-共轭金属有机框架复合材料 |
| CN106770544A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-31 | 扬州大学 | Ni‑MOF超薄纳米带、合成方法及其应用 |
| CN106770544B (zh) * | 2016-11-29 | 2019-06-11 | 扬州大学 | Ni-MOF超薄纳米带、合成方法及其应用 |
| FR3063180A1 (fr) * | 2017-02-21 | 2018-08-24 | Commissariat Energie Atomique | Utilisation d'un compose hybride a matrice mixte organique-inorganique, dit mof, comme materiau actif d'electrode. |
| CN107221458A (zh) * | 2017-05-25 | 2017-09-29 | 温州大学 | 镍配合物为前躯体的掺碳氧化镍复合电极材料及其制备方法 |
| CN107301924A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-10-27 | 扬州大学 | Ni‑MIL‑77超薄纳米带的制备方法及其应用 |
| CN107887180A (zh) * | 2017-11-08 | 2018-04-06 | 哈尔滨工业大学 | 一种在泡沫镍上原位生长Ni‑MOF‑74的方法 |
| CN107887180B (zh) * | 2017-11-08 | 2019-07-02 | 哈尔滨工业大学 | 一种在泡沫镍上原位生长Ni-MOF-74的方法 |
| CN108147678A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-06-12 | 东华大学 | 一种MOFs衍生NiO电致变色薄膜的制备方法 |
| CN108147678B (zh) * | 2017-12-21 | 2021-01-05 | 东华大学 | 一种MOFs衍生NiO电致变色薄膜的制备方法 |
| CN109180497A (zh) * | 2018-09-04 | 2019-01-11 | 江南大学 | 一种n-烷基化产物的制备方法 |
| CN109180497B (zh) * | 2018-09-04 | 2020-04-10 | 江南大学 | 一种n-烷基化产物的制备方法 |
| CN109939685A (zh) * | 2019-04-03 | 2019-06-28 | 安徽师范大学 | NiO/C@NiFeLDH复合材料及其制备方法和应用 |
| CN110031522A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-07-19 | 苏州科技大学 | 镍金属有机框架材料及其制备方法与应用 |
| CN110031522B (zh) * | 2019-05-17 | 2021-11-19 | 苏州科技大学 | 镍金属有机框架材料及其制备方法与应用 |
| CN110310837A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-10-08 | 浙江大学 | 一种用于超级电容器的Ni-PTA MOF材料及其制备方法 |
| CN110504110B (zh) * | 2019-08-21 | 2021-09-07 | 河海大学 | 一种多联吡啶基金属有机骨架Ni-MOF制备超级电容器的方法 |
| CN110504110A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-26 | 河海大学 | 一种多联吡啶基金属有机骨架Ni-MOF制备超级电容器的方法 |
| CN111378210A (zh) * | 2020-03-24 | 2020-07-07 | 安徽中烟工业有限责任公司 | 一种三元金属MOFs-壳聚糖复合材料的制备方法及其在香烟烟气减害中的应用 |
| CN111508724A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-08-07 | 电子科技大学 | 一种超级电容器用MOFs复合电极材料及制备方法与工作电极 |
| US20210065997A1 (en) * | 2020-06-11 | 2021-03-04 | University Of Electronic Science And Technology Of China | MOFs composite electrode material for supercapacitors, preparation method thereof, and working electrode |
| CN111508724B (zh) * | 2020-06-11 | 2021-09-21 | 电子科技大学 | 一种超级电容器用MOFs复合电极材料及制备方法与工作电极 |
| US11694855B2 (en) * | 2020-06-11 | 2023-07-04 | University Of Electronic Science And Technology Of China | MOFs composite electrode material for supercapacitors, preparation method thereof, and working electrode |
| CN112735859A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-04-30 | 重庆大学 | 一种超级电容器电极材料的制备方法 |
| CN112735859B (zh) * | 2021-01-29 | 2022-06-24 | 重庆大学 | 一种超级电容器电极材料的制备方法 |
| CN115975213A (zh) * | 2023-02-03 | 2023-04-18 | 上海第二工业大学 | 一种基于溶剂热合成法制备的镍基金属有机骨架、合成方法及其应用 |
| CN115975213B (zh) * | 2023-02-03 | 2023-12-08 | 上海第二工业大学 | 一种基于溶剂热合成法制备的镍基金属有机骨架、合成方法及其应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104979104A (zh) | 一种Ni-MOF电极材料的制备方法 | |
| CN108766774A (zh) | 具有中空纳米笼结构的Ni-Co-Mn层状双氢氧化物的制备方法 | |
| CN112670093B (zh) | 一种多孔Co3O4@Ni-MOF核壳结构纳米片阵列材料及其制备方法和应用 | |
| CN103811190B (zh) | 锑掺杂二氧化锡包覆多孔二氧化锰复合电极材料及制备 | |
| CN102107909B (zh) | 一种介孔纳米二氧化锰的制备方法 | |
| CN103594253A (zh) | 一种多孔NiCo2O4/MnO2核壳纳米线阵列超级电容器电极材料的制备方法 | |
| CN110491682B (zh) | MOF衍生的双金属氢氧化物Ni/Co-MDH的合成及应用 | |
| CN102903533A (zh) | 一种多孔杂化NiO/Co3O4超级电容器电极材料的制备方法 | |
| CN107325295B (zh) | 具有超级电容性能的铜金属有机框架材料及其制备方法与应用 | |
| CN104016405A (zh) | 一种花状介孔二氧化钛材料及其制备方法与应用 | |
| CN109148160A (zh) | 一种核壳结构锰钴氧化物@镍钴氧化物复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN105374576A (zh) | 一种用于超级电容器电极材料的纳米钴酸镍的制备方法 | |
| CN103515109B (zh) | 碳包覆二氧化钛负载镍和氧化镍复合材料的超级电容器电极材料的制备方法 | |
| CN105280393A (zh) | 一种纳米隧道的无定形炭材料及其制备方法 | |
| CN108565127B (zh) | 一种可提高超级电容器比容量的电极材料、制备方法及应用 | |
| Xing et al. | Defect-Engineered 3D Cross-Network Co3O4–x N x Nanostructure for High-Performance Solid-State Asymmetric Supercapacitors | |
| CN106298254A (zh) | 聚苯胺/多孔金属薄膜材料、复合正极极片、制备方法及应用 | |
| CN103871754A (zh) | 聚吡咯/MnO2复合物修饰三维石墨烯复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN103359796A (zh) | 一种超级电容器氧化钴电极材料的制备方法 | |
| CN105513836A (zh) | 一种超级电容器电极材料镍、钴复合纳米氧化物的制备方法 | |
| KR102012106B1 (ko) | 금속산화물 및 유기리간드를 포함하는 금속-유기 복합체, 이를 이용한 슈퍼커패시터용 전극, 및 이의 제조방법 | |
| CN111710531B (zh) | 一种Ce-NiO@Ni-MOF复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN103682382B (zh) | 一种石墨烯改性的燃料电池负极催化剂材料及其制备方法 | |
| CN110040789B (zh) | 一种铁酸镍微球超级电容器电极材料的制备方法 | |
| CN110571060B (zh) | 一种二氧化钒/泡沫镍一体化电极的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151014 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |