一种1H-吡唑铜共晶配合物、合成方法及其在超级电容器中的应用技术

本发明专利技术公开一种1H

【技术实现步骤摘要】
一种1H
‑
吡唑铜共晶配合物、合成方法及其在超级电容器中的应用


[0001]本专利技术属于金属配合物领域，还属于化学储能应用领域，具体涉及一种1H
‑
吡唑铜共晶配合物、合成方法及其在超级电容器中的应用。

技术介绍

[0002]根据储能机理、电极材料以及电解质的种类的不同可对超级电容器进行不同分类。根据存储机理的不同，可以将其分为双电层电容器和赝电容电容器。根据使用的电极材料的不同，又可以分为金属氧化物超级电容器，炭基超级电容器，聚合物超级电容器和混合型超级电容器。双电层电容器主要采用具有高比表面积、较小内阻的碳素材料；而赝电容电容器则是主要采用过渡金属氧化物、水合物材料和掺杂聚合物等等。
[0003]根据电解质的分类，可分为水系电解质电容器和非水系电解质电容器。电极材料是影响电化学电容器性能的核心因素之一，是当前电化学电容器研究的热点。它是电极存储电荷产生电容的物质基础，其自身的电化学性能直接影响到超级电容器器件的电化学性能。目前传统的电化学电容器电极材料主要分为三类：炭基材料、金属氧化物和导电聚合物材料。但是这三种材料都有各自的弊端。
[0004]为最大限度得到具有功率密度、能量密度和使用寿命等性能较优的电容器，研究者多致力于研究导电性能优异、比表面积较大，可提升电解质浸润性的材料。金属配合物作为一类新型材料，具有较大的比表面积，可调节的孔径和丰富的氧化还原金属中心，可以同时满足以上两个条件，因而在超级电容器电极材料开发与应用方面已成为近年来的研究热点。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种1H
‑
吡唑铜共晶配合物、合成方法及其在超级电容器中的应用。
[0006]本专利技术的技术方案概述如下：
[0007]一种1H
‑
吡唑铜共晶配合物：该化合物的晶胞中包含一个五配位铜配合物、一个六配位铜配合物和一个游离水分子，其晶胞结构式如式(I)所示：
[0008][0009]一种1H
‑
吡唑铜共晶配合物的合成方法，包括以下步骤：
[0010](1)将CuSO4·
5H2O、1H
‑
吡唑加入乙腈与水的混合溶剂中，25℃搅拌10
‑
20min至完全溶解，得混合溶液；
[0011](2)将步骤(1)所得混合溶液于110
‑
130℃下水热反应140
‑
160h，过滤、洗涤，即得单晶级1H
‑
吡唑铜共晶配合物，产率为75
‑
83％；
[0012]步骤(2)中的反应方程式为：
[0013][0014]进一步地，所述CuSO4·
5H2O、1H
‑
吡唑、乙腈与水的混合溶剂的用量比例为(0.250
‑
0.65)g:(0.115
‑
0.600)g:(12
‑
18)mL。
[0015]进一步地，所述乙腈与水的混合体积比为1：1。
[0016]所述的合成方法制成的1H
‑
吡唑铜共晶配合物在超级电容器中的应用。
[0017]进一步地，以1H
‑
吡唑铜共晶配合物为活性材料、乙炔黑为导电剂、聚四氟乙烯乳液为粘接剂，研磨均匀后，负载在泡沫镍基片上，45
‑
75℃真空干燥8
‑
12h，得超级电容器电极材料。
[0018]进一步地，所述1H
‑
吡唑铜共晶配合物、乙炔黑、聚四氟乙烯乳液的质量比为8：(1
‑
5)：1。
[0019]进一步地，当电流密度为lA/g时，该超级电容器电极材料的比电容达410.6F/g；
[0020]当电流密度从lA/g增大到2A/g时，该超级电容器电极材料的比电容保持率达
97.1％；
[0021]在6mol/LKOH电解液、电流密度为lA/g的条件下，经2000次充放电循环测试后，该超级电容器电极材料的电容保持率≥98.5％。
[0022]本专利技术的有益效果：
[0023](1)本专利技术利用CuSO4·
5H2O、1H
‑
吡唑、乙腈与水的混合溶剂首次水热合成出具有五配位及六配位铜配合物的新型化学结构及空间构型的1H
‑
吡唑铜共晶配合物，该配合物应用于电极材料时，在超级电容器测试中，其具有容量高、循环稳定性好、条件温和、能重复利用、经济环保等优点。
[0024](2)本专利技术合成方法具有工艺简单、成本低廉、化学反应物易于控制、重复性好等优点，且产物收率高、超电性能优良。
附图说明
[0025]图1为本专利技术合成的1H
‑
吡唑铜共晶配合物的空间构型图；
[0026]图2为实施例1合成的1H
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吡唑铜共晶配合物的XRD图；
[0027]图3为实施例4利用1H
‑
吡唑铜共晶配合物制出的电极材料的超级电容性能图；
[0028]图4为实施例4利用1H
‑
吡唑铜共晶配合物制出的电极材料的循环稳定性图；
[0029]图5为本专利技术1H
‑
吡唑铜共晶配合物的合成方法流程图。
具体实施方式
[0030]下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0031]本专利技术提供一实施例的1H
‑
吡唑铜共晶配合物：该化合物的晶胞中包含一个五配位铜配合物、一个六配位铜配合物和一个游离水分子，其晶胞结构式如式(I)所示：
[0032][0033]该实施例1H
‑
吡唑铜共晶配合物的合成方法，包括以下步骤：
[0034](1)将CuSO4·
5H2O、1H
‑
吡唑加入乙腈与水的混合溶剂中，25℃搅拌10
‑
20min至完
全溶解，得混合溶液；
[0035](2)将步骤(1)所得混合溶液于110
‑
130℃下水热反应140
‑
160h，过滤、洗涤，即得单晶级1H
‑
吡唑铜共晶配合物，产率为75
‑
83％；
[0036]步骤(2)中的反应方程式为：
[0037][0038]所述CuSO4·
5H2O、1H
‑
吡唑、乙腈与水的混合溶剂的用量比例为(0.250
‑
0.65)g:(0.115
‑
0.600)g:(12
‑
18)mL；所述乙腈与水的混合体积比为1：1。
[0039]该实施例的1H
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吡唑铜共晶配合物应用于超级电容器：以1H
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吡唑铜共晶配合物为活性材料、乙炔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种1H
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吡唑铜共晶配合物，其特征在于：该化合物的晶胞中包含一个五配位铜配合物、一个六配位铜配合物和一个游离水分子，其晶胞结构式如式(I)所示：2.一种根据权利要求1所述1H
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吡唑铜共晶配合物的合成方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将CuSO4·
5H2O、1H
‑
吡唑加入乙腈与水的混合溶剂中，25℃搅拌10
‑
20min至完全溶解，得混合溶液；(2)将步骤(1)所得混合溶液于110
‑
130℃下水热反应140
‑
160h，过滤、洗涤，即得单晶级1H
‑
吡唑铜共晶配合物，产率为75
‑
83％。3.根据权利要求2所述1H
‑
吡唑铜共晶配合物的合成方法，其特征在于：所述CuSO4·
5H2O、1H
‑
吡唑、乙腈与水的混合溶剂的用量比例为(0.250
‑
0.65)g:(0.115
‑
0.600)g:(12
‑
18)mL。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晶晶，冯超，吕长鹏，
申请(专利权)人：蚌埠学院，
类型：发明
国别省市：