一种CuCo双金属有机框架复合硫材料及其制备和用途制造技术

本发明专利技术公开了一种CuCo双金属有机框架复合硫材料，可用作锂硫电池正极材料，没有完全配位的Cu原子和极性Co原子以不同的比例交错排列并与有机配体配位形成一种多面体形状的MOF结构，硫以及其反应产物多硫化物存在于该MOF结构的孔道之中，被孔道和两种金属原子所提供的不同活性位点所吸附，该结构可以将硫很好地吸附在MOF的孔道内，不会因为碳化的温度和反应的进行而大量损失。本发明专利技术还提供了其制备方法，本发明专利技术解决了锂硫电池在充放电过程中容量衰减太快以及正极材料因体积膨胀而引起的结构不稳定的问题，且制备方法简单，原料易得，有利于解决锂硫电池容量衰减太快的问题，从而在更大程度上加速锂硫电池的发展，具有很大的研究价值和商业价值。

【技术实现步骤摘要】
一种CuCo双金属有机框架复合硫材料及其制备和用途
本专利技术属于材料
，涉及锂硫电池正极材料，特别涉及一种CuCo双金属有机框架复合硫材料及其制备和用途。
技术介绍
由于锂离子电池的理论容量较低，已经有越来越多的研究者将目光投向了锂硫电池。锂硫电池因其较高的理论容量和能量密度而获得青睐。它的理论比容量和能量密度分别可以达到1675mAh/g和2600Wh/kg。单质硫在自然界的储存量丰富且价格低廉，本身是可以很好的作为锂硫电池正极材料。但是单质硫的导电性太差,电子电导率只有5x10-30S.cm-1，这在一定程度上影响着锂硫电池的发展。另外一个制约锂硫电池发展的原因就是在充放电过程中反应产物多硫化锂的溶解以及因其溶解所导致的穿梭效应，这是造成锂硫电池在充放电过程中容量衰减的主要原因。通常我们做所使用的方法是通过包覆碳材料来抑制硫的溶解减少容量的衰减并且来增强正极材料的导电性。近些年，MOF(金属有机框架，以下简称MOF)因其种类的多样性和结构的独特性吸引了众多锂硫电池研究者的目光。MOF是由中心金属原子和其他有机配体相配位而形成，它的结构中含有三种不同大小的孔道3分别是大孔,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CuCo双金属有机框架复合硫材料，其特征在于，没有完全配位的Cu原子和极性Co原子以不同的比例交错排列并与有机配体配位形成一种多面体形状的MOF结构，硫以及其反应产物多硫化物存在于该MOF结构的孔道之中，被孔道和两种金属原子所提供的不同活性位点所吸附。

【技术特征摘要】
1.一种CuCo双金属有机框架复合硫材料，其特征在于，没有完全配位的Cu原子和极性Co原子以不同的比例交错排列并与有机配体配位形成一种多面体形状的MOF结构，硫以及其反应产物多硫化物存在于该MOF结构的孔道之中，被孔道和两种金属原子所提供的不同活性位点所吸附。2.根据权利要求1所述CuCo双金属有机框架复合硫材料，其特征在于，所述MOF结构中，Cu和Co根据含量的不同交互存在，其中，Cu金属与它对应的有机配体的配位方式是不完全配位，Co金属和它对应的有机配体的配位方式为完全配位。3.根据权利要求1所述CuCo双金属有机框架复合硫材料，其特征在于，所述Cu金属对应的有机配体为H3NTB和DABCO，Co金属对应的有机配体为2-甲基咪唑。4.一种CuCo双金属有机框架复合硫材料的制备方法，步骤如下：首先，通过Cu盐、Co盐、有机配体和相应的溶剂得到不完全配位的CuCo双金属MOF晶体；然后，在管式炉中通过熔融扩散法得到不完全配位的CuCo双金属MOF-S复合物；最后，通过碳化来增强复合物的导电性和比表面积。5.根据权利要求4所述CuCo双金属有机框架复合硫材料的制备方法，其特征在于，所述双金属MOF晶体的制备过程如下：取金属盐Cu(NO3)2·3H2O和Co(NO3)2·6H2O，加入三种有机配体H3NTB、DABCO和2-甲基咪唑，加入的溶剂为DMA、DMSO、氟硼酸、1,4-二氧六环、乙醇和甲醇，混合后通过磁力搅拌或者超声处理得到混合均匀的溶液，制得不完全配位的CuCo双金属MOF晶体。6.根据权利要求5所述C...

【专利技术属性】
技术研发人员：王娟，韩国栋，李永鹏，杜振强，张晶，姚佳，张咪，李勇，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61