一种MOF催化生长碳纳米管包覆镍锡合金电极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种金属有机框架(MOF)催化生长碳纳米管(CNT)包覆镍锡合金电极材料及其制备和应用。将二氧化锡(SnO2)加入Ni-MOF前驱体溶液中，并在室温条件下搅拌混合，之后置于水热釜中进行水热反应即可得到MOF-SnO2复合材料。MOF-SnO2复合材料经过化学气相沉积法(CVD)可制得CNT包覆的镍锡合金复合材料。MOF催化生长的CNT包覆在镍锡合金表面，可增加离子和电子导电性，同时又由于CNT独特的稳定性可有效提升电极材料的循环稳定性。这种由MOF催化包覆生长CNT的方法由于其制备工艺简单，能耗低，绿色环保，适合大规模生产用于锂离子电池及超级电容器。电池及超级电容器。电池及超级电容器。

【技术实现步骤摘要】
一种MOF催化生长碳纳米管包覆镍锡合金电极材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种MOF催化生长碳纳米管(CNT)包覆镍锡合金电极材料的设计以及制备方法，及其在作为锂离子电池负极的应用，属于功能纳米材料的


技术介绍

[0002]随着科技的不断发展与进步，人们对能源的需求日益增加。不可再生化石能源的过度使用，引发全球气候变暖及大气污染等一系列环境问题。因此，研究一种环境友好型的清洁能源成为当前社会发展的迫切需要。于此，超级电容器和锂离子电池等新兴能源应运而生。其中，锂离子电池以其具有高电压、高比能、自放电小、循环性能稳定和无记忆效应等诸多优点，已经广泛应用于混合动力汽车、手机、笔记本电脑等与人们生活息息相关的产品中。锂离子电池由正极、负极、隔膜和电解液等构成，其结构特点决定了性能的提升主要取决于正负极材料的性能。其中负极材料的研究最为广泛，相较于传统的石墨负极，研究出一种能实现更高容量、更稳定和更低成本的负极材料是当前能源发展的迫切需要。
[0003]碳纳米管(CNT)以其优异的电子、机械和结构性能，在逻辑电路、气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MOF催化生长CNT包覆镍锡合金电极材料制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：取适量制备好的二氧化锡(SnO2)，加入一定量的按比例制备的混合溶剂(去离子水、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺(DMF))中，然后加入过量的六水合硝酸镍(Ni(NO3)2·
6H2O)、均苯三甲酸(BTC)以及聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，最后混合搅拌后进行水热反应，得到Ni-BTC@SnO2，该产物在690℃～710℃条件下经过CVD法催化28-32min得到CNT包覆镍锡合金的复合材料。2.根据权利要求1所述的MOF催化生长CNT包覆镍锡合金电极材料制备方法，其特征在于：所述的二氧化锡(SnO2)为空心结构或纳米棒、纳米球、纳米带形貌。3.根据权利要求1所述的MOF催化生长CNT包覆镍锡合金电极材料制备方法，其特征在于：所述的二氧化锡(SnO2)为空心结构，其制备方法如下：将0.1g四水合锡酸钠装入烧杯中，然后在磁力搅拌下加入25mL去离子水和15mL乙醇，再向烧杯中加入0.24g尿素搅拌至完全溶解。随后，将上述溶液转移到100mL聚四氟乙烯衬里的不锈钢反应釜中，并在150℃烘箱中加热15h进行水热反应，冷却至室温后，通过离心分离沉淀，并用去离子水洗涤，在60℃真空干燥箱中过夜干燥备用。4.根据权利要求1所述的MOF催化生长CNT包覆镍锡合金电极材料制备方法，其特征在于：所述Ni-BTC@SnO2的制备方法如下：将0.05g空心SnO2装入盛有去离子水:乙醇:DMF＝1:1:1配成的30mL混合溶剂的烧杯中，然后加入432mg Ni(NO3)2·
6H2O、150mg BTC和1.5g PVP，使其在室温下剧烈搅拌至完全溶解，随后，将上述得到的亮绿色溶液转移到50mL聚四氟乙烯衬里的不锈钢反应釜中，并在150℃烘箱中加热10h进行水热反应，冷却至室温后，通过离心分离沉淀，并用...

【专利技术属性】
技术研发人员：林惠娟，尚欢，张小培，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：