CN108806998A - 溶剂热法合成基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO的方法及其应用 - Google Patents

溶剂热法合成基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO的方法及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN108806998A
CN108806998A CN201810787970.9A CN201810787970A CN108806998A CN 108806998 A CN108806998 A CN 108806998A CN 201810787970 A CN201810787970 A CN 201810787970A CN 108806998 A CN108806998 A CN 108806998A
Authority
CN
China
Prior art keywords
zif
nio
znco
tri compound
presoma
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.)
Granted
Application number
CN201810787970.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108806998B (zh
Inventor
周赛赛
胡思忠
郝臣
王晓红
竹林李
黄成相
高海文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu University
Original Assignee
Jiangsu University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu University filed Critical Jiangsu University
Priority to CN201810787970.9A priority Critical patent/CN108806998B/zh
Publication of CN108806998A publication Critical patent/CN108806998A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108806998B publication Critical patent/CN108806998B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22Electrodes
    • H01G11/24Electrodes 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22Electrodes
    • H01G11/30Electrodes characterised by their material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22Electrodes
    • H01G11/30Electrodes characterised by their material
    • H01G11/46Metal oxides
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本发明属于金属有机骨架材料的技术领域,涉及以沸石咪唑酯骨架为模板制备三元复合材料,尤其涉及溶剂热法合成基于ZIF‑8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO的方法及其应用。本发明所述方法包括:按照每290mg ZIF‑8多面体分散在30~90mL含有0.6~1.4mmol硝酸镍、0.6~1.4mmol硝酸钴和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中,搅拌混合均匀,转移至反应釜,100℃~120℃保温2~4h,冷却至室温,经离心收集并在60℃~80℃下干燥12~24h得到前驱体,在300~350℃的空气中以2℃·min‑1的速率将前驱体退火2~3h,即得。所制得的基于ZIF‑8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO,颗粒分布均匀,粒径分散性良好,将其应用于超级电容器的电极材料,表现出优异的电化学性能和良好的循环稳定性。本发明工艺简单,制备成本低,污染较少,适于工业化生产。

Description

溶剂热法合成基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO的方法 及其应用
技术领域
本发明属于金属有机骨架材料的技术领域,涉及以沸石咪唑酯骨架为模板制备三元复合材料,尤其涉及溶剂热法合成基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO的方法及其应用。
背景技术
最近,金属有机骨架材料引起了科研工作者的极大兴趣,它是由有机配体和无机金属(或含金属的簇)位点构筑而形成的具有无限延伸均一结构的有机-无机杂化骨架材料。由于结构与功能的多样性,金属有机骨架材料在气体吸附分离、电化学及传感、药物输送等众多领域均显示出了潜在的应用价值,成为科学界的研究热点。基于有机配体与金属或金属簇配位的几何学模式,可以通过所需要的目标性能去构筑MOFs结构。MOFs一个主要的结构特征是具有超高的孔隙度和极高的内部比表面积,使其成为一种新的电极材料。MOFs不仅可以直接用作电容器的电极材料,还能用作制备金属氧化物、复合金属氧化物、金属纳米粒子以及多孔碳化合物的模板,这扩展了MOFs材料的应用领域。MOFs可以有效控制金属氧化物的纳米构筑和表面形貌,使其潜力得以更好发挥,MOF派生氧化物发展很迅速。沸石咪唑酯骨架(ZIFs),作为MOFs的一类,具有沸石和金属有机骨架的共同优点,例如高的比表面积、高的结晶度、优越的热稳定性和化学稳定性。因此将其作为模板和前驱体合成的金属氧化物的功能纳米材料,能够展示出优异的热稳定性和化学稳定性。
近年来,人们已经对MOFs的尺寸和形貌控制合成进行了大量的研究,在一定程度上扩大了模板的选择范围。但是,由于MOFs前体的形态有限,结构易坍塌等缺点,生产具有高度对称几何结构的多成分的复合材料仍具有挑战性。
一些科研工作者报道了使用ZIF-8纳米晶体作为模板来合成多面体复合材料,作为超级电容器的电极材料,具有多面体结构的复合材料使得超级电容器在性能方面上有所改进。该工作证实使用沸石咪唑酯骨架材料作为模板获得多面体的功能性复合材料是可行和有前途的。典型的过渡金属氧化物如氧化钴、氧化镍和氧化锌具有高的赝电容性能,特别是与单金属相比,两种过渡金属或多种金属氧化物杂化材料常常表现出更高的比电容和循环稳定性。以ZIFs为骨架制备复合金属氧化物并制备成电极材料进行电化学测试,结果表明其具有较高的比电容值和优秀的电化学稳定性,体现了ZIFs材料在电容器电极材料方面的潜在应用价值。以ZIF-8为模板合成的复合金属氧化物具较大的比表面积,在碱性电解质KOH中显示出较高的电容值和优异的循环稳定性。复合材料的使用弥补了单一材料的不足,大大提高了超级电容器的性能。
发明内容
本发明的目的是采用沸石咪唑酯骨架ZIF-8多面体作为模板,以硝酸钴和硝酸镍为原料经过溶剂热法合成得到颗粒分布均匀,粒径分散性良好,分体团聚程度较小,形貌较好的可作为工作电极的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO。
技术方案:
溶剂热法合成基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO的方法,包括:按照每290mgZIF-8多面体分散在30~90mL含有0.6~1.4mmol 硝酸镍、0.6~1.4mmol 硝酸钴和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中,优选每290mg ZIF-8多面体分散在60mL含有1mmol硝酸镍、1mmol硝酸钴和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中,搅拌混合均匀,将溶液转移到反应釜中,100℃~120℃保温2~4h,优选120℃保温2h,取出冷却至室温,经离心收集并在60℃~80℃下干燥12~24h得到前驱体,优选60℃干燥12h,然后在300~350℃的空气中以2℃·min-1的速率将前驱体退火2~3h,得到基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO。
本发明所述ZIF-8多面体,其合成步骤包括:称取810mg硝酸锌和526mg 2-甲基咪唑,分别溶解在20~40mL甲醇中搅拌配制成溶液,优选甲醇体积为40mL,将2-甲基咪唑溶液边搅拌边缓慢倒入硝酸锌溶液中,充分搅拌后将混合溶液倒入反应釜中,100℃加热4~12h,优选12h,取出冷却至室温,经离心收集得到白色沉淀物并在60℃干燥12h得到ZIF-8多面体。
为便于对比,本发明在相同工艺参数的条件下还制备了基于ZIF-8的二元复合材料。
基于ZIF-8的二元复合ZnO/ZnCo2O4的合成,包括:将290mg ZIF-8分散在30~90mL含有1~3mmol硝酸钴和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中,优选乙醇体积60mL,硝酸钴2mmol,搅拌混合均匀,将溶液转移到反应釜中,100℃~120℃保温2~4h,取出冷却至室温,经离心收集并在60℃~80℃下干燥12~24h得到前驱体,然后在300~350℃的空气中以2℃min-1的速率将前驱体退火2~3h,得到基于ZIF-8的二元复合ZnO/ZnCo2O4
基于ZIF-8的二元复合ZnO/NiO的合成,包括:将290mg ZIF-8分散在30~90mL含有1~3mmol硝酸镍和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中,优选乙醇体积60mL,硝酸镍2mmol,搅拌混合均匀,将溶液转移到反应釜中,100℃~120℃保温2~4h,取出冷却至室温,经离心收集并在60℃~80℃下干燥12~24h得到前驱体,然后在300~350℃的空气中以2℃min-1的速率将前驱体退火2~3h,得到基于ZIF-8的二元复合ZnO/NiO。
本发明的一个较优公开例中,其采用的硝酸盐为相应的六水合硝酸盐。
根据本发明所述方法制得的基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO,颗粒分布均匀,粒径分散性良好,分体团聚程度较小,形貌较好。
本发明的另外一个目的,在于公开了所制备的基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO的应用,将其应用于超级电容器的电极材料,表现出优异的电化学性能和良好的循环稳定性。
工作电极的制备:用乙炔黑作导电剂、60 wt%的聚四氟乙烯分散液(PTFE)作粘结剂,将样品、导电剂和粘结剂以8:1:1的质量比混合均匀,加入1 mL ~ 2 mL乙醇作溶剂,在玛瑙研钵中研磨成糊状,涂在处理后的泡沫镍的限定区域(1 cm × 1 cm),然后将涂有样品的泡沫镍放在60 ℃真空干燥箱中干燥去除溶剂。最后将此泡沫镍上的样品区域在10MPa压力下压片,便可得到工作电极。
本发明所用试剂皆为分析纯,均为市售。
有益效果
本发明以溶剂热法合成沸石咪唑ZIF-8多面体,并以其作为模板,采用硝酸钴和硝酸镍为原料合成十二多面体的三元复合材料。本发明工艺简单,操作条件易于控制,设备简单,原料易于得到,制备成本低,污染较少,适于工业化生产。所制产物颗粒分布均匀,粒径分散性良好,分体团聚程度较小,形貌较好。将所述复合材料应用于超级电容器,相对于二元复合材料,作为工作电极具有更大的比电容,表现出优异的电化学性能和良好的循环稳定性。
附图说明
图1、实施例1制得的多面体复合材料ZnO/ZnCo2O4/NiO的电子显微扫描电镜图(SEM)。
图2、实施例1制得的三种复合材料的X射线衍射图谱(XRD),其中a为ZnO/ZnCo2O4复合材料,b为ZnO/NiO复合材料,c为ZnO/ZnCo2O4/NiO复合材料。
图3、在电流密度1 A·g-1时三种复合材料的充放电曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施实例对本发明做进一步说明,以使本领域技术人员更好地理解本发明,但本发明并不局限于以下实施例。
ZIF-8多面体,其合成步骤包括:称取810mg硝酸锌和526mg 2-甲基咪唑,分别溶解在40mL甲醇中搅拌形成溶液,然后将2-甲基咪唑溶液在搅拌下缓慢倒入硝酸锌溶液中。充分搅拌后将混合溶液倒入100mL反应釜中,在100℃的烘箱中反应12h,将反应釜拿出烘箱,等到其冷却至室温时,经离心收集得到白色沉淀物并在60℃下干燥12h可便得到ZIF-8多面体。
实施例1
将290mg ZIF-8分散在60mL含有2mmol硝酸钴和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中,搅拌使其完全溶解后,将溶液转移到100mL反应釜中,在120℃的烘箱中保持2h,将反应釜拿出烘箱,等到其冷却至室温时,经离心收集并在60℃下干燥12h得到前驱体。然后在350℃的空气中以2℃min-1的速率将前驱体退火2h,得到基于ZIF-8的二元复合ZnO/ZnCo2O4
将290mg ZIF-8分散在60mL含有2mmol硝酸镍和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中,搅拌使其完全溶解后,将溶液转移到100mL反应釜中,在120℃的烘箱中保持2h,将反应釜拿出烘箱,等到其冷却至室温时,经离心收集并在60℃下干燥12h得到前驱体。然后在350℃的空气中以2℃min-1的速率将前驱体退火2h,得到基于ZIF-8的二元复合ZnO/NiO。
将290mg ZIF-8分散在60mL含有1mmol 硝酸镍和1mmol 硝酸钴和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中。搅拌使其完全溶解后,将溶液转移到100mL反应釜中,在120℃的烘箱中保持2h,待反应时间到时,将反应釜拿出烘箱,等到其冷却至室温时,经离心收集并在60℃下干燥12h得到前驱体。然后在350℃的空气中以2℃min-1的速率将前驱体退火2h,得到基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO。
从图1可看出复合材料基本保持了模板的形状,外面一层薄片说明ZnCo2O4,NiO成功地负载在了ZIF-8模板上。所制得的复合材料表面粗糙,其形状保持不变,这表明ZnCo2O4和NiO成功地负载在ZIF-8模板上;另外粗糙的表面可以增大表面积,为电化学反应提供更多的活性位点。
图2中做标记的虚线为三种复合材料共有的ZnO的峰。
从图3可以看出三元复合材料ZnO/ZnCo2O4/NiO(1136.4 F·g-1)相比于另外两种两元复合材料有较大的比电容。
实施例2
将290mg ZIF-8分散在60mL含有2mmol硝酸钴和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中,搅拌使其完全溶解后,将溶液转移到100mL反应釜中,在120℃的烘箱中保持2h,将反应釜拿出烘箱,等到其冷却至室温时,经离心收集并在60℃下干燥12h得到前驱体。然后在350℃的空气中以2℃min-1的速率将前驱体退火2h,得到基于ZIF-8的二元复合ZnO/ZnCo2O4
将290mg ZIF-8分散在60mL含有2mmol硝酸镍和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中,搅拌使其完全溶解后,将溶液转移到100mL反应釜中,在120℃的烘箱中保持2h,将反应釜拿出烘箱,等到其冷却至室温时,经离心收集并在60℃下干燥12h得到前驱体。然后在350℃的空气中以2℃min-1的速率将前驱体退火2h,得到基于ZIF-8的二元复合ZnO/NiO。
将290mg ZIF-8分散在60mL含有0.6mmol 硝酸镍和1.4mmol 硝酸钴和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中。搅拌使其完全溶解后,将溶液转移到100mL反应釜中,在120℃的烘箱中保持2h,将反应釜拿出烘箱,等到其冷却至室温时,经离心收集并在60℃下干燥12h得到前驱体。然后在350℃的空气中以2℃min-1的速率将前驱体退火2h,得到基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO。
实施例3
将290mg ZIF-8分散在60mL含有2mmol硝酸钴和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中,搅拌使其完全溶解后,将溶液转移到100mL反应釜中,在120℃的烘箱中保持2h,将反应釜拿出烘箱,等到其冷却至室温时,经离心收集并在60℃下干燥12h得到前驱体。然后在350℃的空气中以2℃min-1的速率将前驱体退火2h,得到基于ZIF-8的二元复合ZnO/ZnCo2O4
将290mg ZIF-8分散在60mL含有2mmol硝酸镍和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中,搅拌使其完全溶解后,将溶液转移到100mL反应釜中,在120℃的烘箱中保持2h,将反应釜拿出烘箱,等到其冷却至室温时,经离心收集并在60℃下干燥12h得到前驱体。然后在350℃的空气中以2℃min-1的速率将前驱体退火2h,得到基于ZIF-8的二元复合ZnO/NiO。
将290mg ZIF-8分散在60mL含有1.4mmol 硝酸镍和0.6mmol 硝酸钴和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中。搅拌使其完全溶解后,将溶液转移到100mL反应釜中,在120℃的烘箱中保持2h,将反应釜拿出烘箱,等到其冷却至室温时,经离心收集并在60℃下干燥12h得到前驱体。然后在350℃的空气中以2℃min-1的速率将前驱体退火2h,得到基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO。
实施例4
将290mg ZIF-8分散在30mL含有1mmol硝酸钴和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中,搅拌使其完全溶解后,将溶液转移到100mL反应釜中,在120℃的烘箱中保持2h,将反应釜拿出烘箱,等到其冷却至室温时,经离心收集并在60℃下干燥12h得到前驱体。然后在350℃的空气中以2℃min-1的速率将前驱体退火2h,得到基于ZIF-8的二元复合ZnO/ZnCo2O4
将290mg ZIF-8分散在30mL含有1mmol硝酸镍和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中,搅拌使其完全溶解后,将溶液转移到100mL反应釜中,在120℃的烘箱中保持2h,将反应釜拿出烘箱,等到其冷却至室温时,经离心收集并在60℃下干燥12h得到前驱体。然后在350℃的空气中以2℃min-1的速率将前驱体退火2h,得到基于ZIF-8的二元复合ZnO/NiO。
将290mg ZIF-8分散在60mL含有1mmol 硝酸镍和1mmol 硝酸钴和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中。搅拌使其完全溶解后,将溶液转移到100mL反应釜中,在120℃的烘箱中保持2h,将反应釜拿出烘箱,等到其冷却至室温时,经离心收集并在60℃下干燥12h得到前驱体。然后在350℃的空气中以2℃min-1的速率将前驱体退火2h,得到基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO。
实施例5
将290mg ZIF-8分散在90mL含有3mmol硝酸钴和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中,搅拌使其完全溶解后,将溶液转移到100mL反应釜中,在120℃的烘箱中保持2h,将反应釜拿出烘箱,等到其冷却至室温时,经离心收集并在60℃下干燥12h得到前驱体。然后在350℃的空气中以2℃min-1的速率将前驱体退火2h,得到基于ZIF-8的二元复合ZnO/ZnCo2O4
将290mg ZIF-8分散在90mL含有3mmol硝酸镍和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中,搅拌使其完全溶解后,将溶液转移到100mL反应釜中,在120℃的烘箱中保持2h,将反应釜拿出烘箱,等到其冷却至室温时,经离心收集并在60℃下干燥12h得到前驱体。然后在350℃的空气中以2℃min-1的速率将前驱体退火2h,得到基于ZIF-8的二元复合ZnO/NiO。
将290mg ZIF-8分散在60mL含有1mmol 硝酸镍和1mmol 硝酸钴和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中。搅拌使其完全溶解后,将溶液转移到100mL反应釜中,在120℃的烘箱中保持2h,将反应釜拿出烘箱,等到其冷却至室温时,经离心收集并在60℃下干燥12h得到前驱体。然后在350℃的空气中以2℃min-1的速率将前驱体退火2h,得到基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO。
实施例6
将290mg ZIF-8分散在60mL含有2mmol硝酸钴和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中,搅拌使其完全溶解后,将溶液转移到100mL反应釜中,在120℃的烘箱中保持2h,将反应釜拿出烘箱,等到其冷却至室温时,经离心收集并在60℃下干燥12h得到前驱体。然后在300℃的空气中以2℃min-1的速率将前驱体退火3h,得到基于ZIF-8的二元复合ZnO/ZnCo2O4
将290mg ZIF-8分散在60mL含有2mmol硝酸镍和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中,搅拌使其完全溶解后,将溶液转移到100mL反应釜中,在120℃的烘箱中保持2h,将反应釜拿出烘箱,等到其冷却至室温时,经离心收集并在60℃下干燥12h得到前驱体。然后在300℃的空气中以2℃min-1的速率将前驱体退火3h,得到基于ZIF-8的二元复合ZnO/NiO。
将290mg ZIF-8分散在60mL含有1mmol 硝酸镍和1mmol 硝酸钴和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中。搅拌使其完全溶解后,将溶液转移到100mL反应釜中,在120℃的烘箱中保持2h,将反应釜拿出烘箱,等到其冷却至室温时,经离心收集并在60℃下干燥12h得到前驱体。然后在300℃的空气中以2℃min-1的速率将前驱体退火3h,得到基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO。
实施例7
将290mg ZIF-8分散在60mL含有2mmol硝酸钴和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中,搅拌使其完全溶解后,将溶液转移到100mL反应釜中,在120℃的烘箱中保持2h,将反应釜拿出烘箱,等到其冷却至室温时,经离心收集并在60℃下干燥12h得到前驱体。然后在350℃的空气中以2℃min-1的速率将前驱体退火3h,得到基于ZIF-8的二元复合ZnO/ZnCo2O4
将290mg ZIF-8分散在60mL含有2mmol硝酸镍和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中,搅拌使其完全溶解后,将溶液转移到100mL反应釜中,在120℃的烘箱中保持2h,将反应釜拿出烘箱,等到其冷却至室温时,经离心收集并在60℃下干燥12h得到前驱体。然后在350℃的空气中以2℃min-1的速率将前驱体退火3h,得到基于ZIF-8的二元复合ZnO/NiO。
将290mg ZIF-8分散在60mL含有1mmol 硝酸镍和1mmol 硝酸钴和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中。搅拌使其完全溶解后,将溶液转移到100mL反应釜中,在120℃的烘箱中保持2h,将反应釜拿出烘箱,等到其冷却至室温时,经离心收集并在60℃下干燥12h得到前驱体。然后在350℃的空气中以2℃min-1的速率将前驱体退火3h,得到基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO。
实施例8
将290mg ZIF-8分散在60mL含有2mmol硝酸钴和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中,搅拌使其完全溶解后,将溶液转移到100mL反应釜中,在120℃的烘箱中保持2h,将反应釜拿出烘箱,等到其冷却至室温时,经离心收集并在60℃下干燥12h得到前驱体。然后在350℃的空气中以2℃min-1的速率将前驱体退火2h,得到基于ZIF-8的二元复合ZnO/ZnCo2O4
将290mg ZIF-8分散在60mL含有2mmol硝酸镍和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中,搅拌使其完全溶解后,将溶液转移到100mL反应釜中,在120℃的烘箱中保持2h,将反应釜拿出烘箱,等到其冷却至室温时,经离心收集并在60℃下干燥12h得到前驱体。然后在350℃的空气中以2℃min-1的速率将前驱体退火2h,得到基于ZIF-8的二元复合ZnO/NiO。
将290mg ZIF-8分散在60mL含有1mmol 硝酸镍和1mmol 硝酸钴和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中。搅拌使其完全溶解后,将溶液转移到100mL反应釜中,在120℃的烘箱中保持2h,将反应釜拿出烘箱,等到其冷却至室温时,经离心收集并在60℃下干燥12h得到前驱体。然后在350℃的空气中以2℃min-1的速率将前驱体退火2h,得到基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.溶剂热法合成基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO的方法,其特征在于,包括:按照每290mg ZIF-8多面体分散在30~90mL含有0.6~1.4mmol 硝酸镍、0.6~1.4mmol 硝酸钴和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中,搅拌混合均匀,将溶液转移到反应釜中,100℃~120℃保温2~4h,取出冷却至室温,经离心收集并在60℃~80℃下干燥12~24h得到前驱体,然后在300~350℃的空气中以2℃·min-1的速率将前驱体退火2~3h,得到基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO。
2.根据权利要求1所述溶剂热法合成基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO的方法,其特征在于:按照每290mg ZIF-8多面体分散在60mL含有1mmol硝酸镍、1mmol硝酸钴和421mg环六亚甲基四胺的乙醇中。
3.根据权利要求1所述溶剂热法合成基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO的方法,其特征在于:将溶液转移到反应釜中,120℃保温2h。
4.根据权利要求1所述溶剂热法合成基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO的方法,其特征在于:取出冷却至室温,经离心收集并在60℃干燥12h得到前驱体。
5.根据权利要求1所述溶剂热法合成基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO的方法,其特征在于,所述ZIF-8多面体,其合成步骤包括:称取810mg硝酸锌和526mg 2-甲基咪唑,分别溶解在20~40mL甲醇中搅拌配制成溶液,将2-甲基咪唑溶液边搅拌边缓慢倒入硝酸锌溶液中,充分搅拌后将混合溶液倒入反应釜中,100℃加热4~12h,取出冷却至室温,经离心收集得到白色沉淀物并在60℃干燥12h得到ZIF-8多面体。
6.根据权利要求5所述溶剂热法合成基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO的方法,其特征在于:所述甲醇体积为40mL。
7.根据权利要求5所述溶剂热法合成基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO的方法,其特征在于:充分搅拌后将混合溶液倒入反应釜中,100℃加热12h。
8.根据权利要求1-7任一所述溶剂热法合成基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO的方法,其特征在于:其采用的硝酸盐为相应的六水合硝酸盐。
9.根据权利要求1-8任一所述方法制得的基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO。
10.一种权利要求9所述基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO的应用,其特征在于:将其用作超级电容器的电极材料。
CN201810787970.9A 2018-07-18 2018-07-18 溶剂热法合成基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO的方法及其应用 Active CN108806998B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810787970.9A CN108806998B (zh) 2018-07-18 2018-07-18 溶剂热法合成基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO的方法及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810787970.9A CN108806998B (zh) 2018-07-18 2018-07-18 溶剂热法合成基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO的方法及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108806998A true CN108806998A (zh) 2018-11-13
CN108806998B CN108806998B (zh) 2020-06-26

Family

ID=64077388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810787970.9A Active CN108806998B (zh) 2018-07-18 2018-07-18 溶剂热法合成基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO的方法及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108806998B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109950496A (zh) * 2019-03-29 2019-06-28 荆门市格林美新材料有限公司 一种双包覆镍钴铝酸锂三元正极材料及制备方法
CN110041531A (zh) * 2019-05-20 2019-07-23 河南师范大学 一步溶剂热法合成Zn-MOF或Zn-Sn-MOF金属有机骨架的方法
CN110182859A (zh) * 2019-05-22 2019-08-30 江苏大学 以zif-8复合zif-67为模板的三元复合金属氧化物的制备及应用
CN110203976A (zh) * 2019-05-16 2019-09-06 中北大学 快速合成雪花状ZnCo2O4-ZnO复合电级材料的制备方法
CN111640943A (zh) * 2020-06-09 2020-09-08 河北工业大学 一种金属有机框架zif-7片状薄膜夹层材料的制备方法及应用
CN112071655A (zh) * 2020-08-26 2020-12-11 北京科技大学 改性氧化锌/框架结构碳复合材料及其制备方法和应用
CN112530712A (zh) * 2020-11-26 2021-03-19 吉林大学 一种复合电极材料及其制备方法和超级电容器
CN113948687A (zh) * 2021-09-28 2022-01-18 江苏理工学院 一种MOF基ZnO/ZnCo2O4/C复合材料的制备方法和应用
CN114177911A (zh) * 2021-12-10 2022-03-15 湖南大学 碳载多金属氧化物催化剂及其制备方法和应用
CN118173394A (zh) * 2024-05-14 2024-06-11 山东海化集团有限公司 一种钴镍锌三金属氧化物多孔碳材料的制备方法及应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104916447A (zh) * 2014-03-12 2015-09-16 中国科学院大连化学物理研究所 一种超级电容器用高倍率多孔碳电极材料及制备方法
CN106783197A (zh) * 2016-11-16 2017-05-31 东华大学 一种zif‑8热解多孔碳‑石墨烯复合材料及其制备方法和应用
CN107487790A (zh) * 2017-08-01 2017-12-19 江苏大学 一种多元纳米笼复合材料的制备方法
CN107610940A (zh) * 2017-09-20 2018-01-19 安阳师范学院 空心多面体四氧化三钴‑二氧化铈复合氧化物材料及其制备方法和应用
CN107739023A (zh) * 2017-10-23 2018-02-27 中国矿业大学 一种多面体双金属氧化物及其制备方法和用途

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104916447A (zh) * 2014-03-12 2015-09-16 中国科学院大连化学物理研究所 一种超级电容器用高倍率多孔碳电极材料及制备方法
CN106783197A (zh) * 2016-11-16 2017-05-31 东华大学 一种zif‑8热解多孔碳‑石墨烯复合材料及其制备方法和应用
CN107487790A (zh) * 2017-08-01 2017-12-19 江苏大学 一种多元纳米笼复合材料的制备方法
CN107610940A (zh) * 2017-09-20 2018-01-19 安阳师范学院 空心多面体四氧化三钴‑二氧化铈复合氧化物材料及其制备方法和应用
CN107739023A (zh) * 2017-10-23 2018-02-27 中国矿业大学 一种多面体双金属氧化物及其制备方法和用途

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HAN HU等: "Designed Formation of Co3O4/NiCo2O4 Double-Shelled Nanocages with Enhanced Pseudocapacitive and Electrocatalytic Properties", 《J. AM. CHEM. SOC.》 *

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109950496A (zh) * 2019-03-29 2019-06-28 荆门市格林美新材料有限公司 一种双包覆镍钴铝酸锂三元正极材料及制备方法
CN109950496B (zh) * 2019-03-29 2022-01-04 荆门市格林美新材料有限公司 一种双包覆镍钴铝酸锂三元正极材料及制备方法
CN110203976A (zh) * 2019-05-16 2019-09-06 中北大学 快速合成雪花状ZnCo2O4-ZnO复合电级材料的制备方法
CN110041531A (zh) * 2019-05-20 2019-07-23 河南师范大学 一步溶剂热法合成Zn-MOF或Zn-Sn-MOF金属有机骨架的方法
CN110182859A (zh) * 2019-05-22 2019-08-30 江苏大学 以zif-8复合zif-67为模板的三元复合金属氧化物的制备及应用
CN111640943B (zh) * 2020-06-09 2023-01-24 河北工业大学 一种金属有机框架zif-7片状薄膜夹层材料的制备方法及应用
CN111640943A (zh) * 2020-06-09 2020-09-08 河北工业大学 一种金属有机框架zif-7片状薄膜夹层材料的制备方法及应用
CN112071655A (zh) * 2020-08-26 2020-12-11 北京科技大学 改性氧化锌/框架结构碳复合材料及其制备方法和应用
CN112530712A (zh) * 2020-11-26 2021-03-19 吉林大学 一种复合电极材料及其制备方法和超级电容器
CN112530712B (zh) * 2020-11-26 2022-02-22 吉林大学 一种复合电极材料及其制备方法和超级电容器
CN113948687A (zh) * 2021-09-28 2022-01-18 江苏理工学院 一种MOF基ZnO/ZnCo2O4/C复合材料的制备方法和应用
CN113948687B (zh) * 2021-09-28 2023-11-03 江苏理工学院 一种MOF基ZnO/ZnCo2O4/C复合材料的制备方法和应用
CN114177911A (zh) * 2021-12-10 2022-03-15 湖南大学 碳载多金属氧化物催化剂及其制备方法和应用
CN118173394A (zh) * 2024-05-14 2024-06-11 山东海化集团有限公司 一种钴镍锌三金属氧化物多孔碳材料的制备方法及应用
CN118173394B (zh) * 2024-05-14 2024-09-17 山东海化集团有限公司 一种钴镍锌三金属氧化物多孔碳材料的制备方法及应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN108806998B (zh) 2020-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108806998A (zh) 溶剂热法合成基于ZIF-8的三元复合ZnO/ZnCo2O4/NiO的方法及其应用
CN106564875B (zh) 一种单分散钴氮共掺杂中空碳纳米颗粒的制备方法
CN110467731B (zh) 一种稳定超薄介孔金属有机框架材料的制备方法
CN108461306B (zh) 一种多层级n掺杂碳纳米棒复合材料及其制备方法
CN108493461A (zh) 一种N掺杂多孔碳包覆Fe、Co双金属纳米粒子的催化剂及其制备方法
CN107487790A (zh) 一种多元纳米笼复合材料的制备方法
CN111068783B (zh) 一种金属mof基复合材料的制备方法及其应用
Wang et al. Metal‐organic‐framework‐based cathodes for enhancing the electrochemical performances of batteries: a review
CN109133193A (zh) 一种利用mof衍生双金属氧化物模板制备金属氢氧化物多级结构的方法
CN106229503B (zh) 一种氧化镍/石墨烯纳米复合材料的制备方法、锂离子电池负极、锂离子电池
CN110182859A (zh) 以zif-8复合zif-67为模板的三元复合金属氧化物的制备及应用
CN107739023A (zh) 一种多面体双金属氧化物及其制备方法和用途
CN109192949A (zh) 由ZIF-67多面体衍生化得到绒壳空心多面体Co9S8@MoS2的方法
CN114606511B (zh) 一种mof@ldh复合材料的制备方法及电催化应用
CN109529932A (zh) 花瓣状金属有机框架材料的制备方法及其应用
CN104752074B (zh) 一种氧化钼/碳小球复合材料的制备方法
CN108996557B (zh) 一种空心球结构氧化镍/氧化铜复合纳米材料及其制备方法
Ye et al. MOF-related electrocatalysts for sulfur reduction/evolution reactions: Composition modulation, structure design, and mechanism research
CN107413365A (zh) 一种氮掺杂超大管腔碳纳米管复合材料的制备方法
CN104959152A (zh) 一种多孔碳负载纳米金属硫化物的制备方法
CN110364712A (zh) 一种多孔碳@氮掺杂多孔碳核壳结构的制备方法及其应用
CN112941541B (zh) 一种单原子二维材料及其制备方法和应用
CN113096965A (zh) 一种多级结构镍钴双金属层状氢氧化物材料及其制备方法
CN109261154A (zh) 类石墨烯框架负载单原子结构材料及其制备方法和应用
CN107658145B (zh) 一种三维“纳米珠帘状”复合金属氮/氧化物及其制备方法与应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant