【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超级电容器，具体涉及一种基于eg调控微观形貌的eg/dt-cof及其制备方法和应用。
技术介绍
1、mof材料因具体高比电容，高功率密度，是超级电容器的电极材料之一，但是，由于mof材料存在不稳定性，导致此类基于mof的超级电容器性能无法长时间保持稳定。与之相比，新型的共价有机骨架材料cof能解决稳定性低的问题，但是，此类cof材料由于不含有金属元素，由非金属构成，所以存在导电性低的问题，从而导致电化学性能无法满足应用要求。
2、为了解决这个问题，通常采用两种方法：
3、1、调控cof的微观形貌，提高材料的比表面积来提高离子传输速率；
4、2、增加cof表面的活性吸附位点，提高离子交换速率。
5、例如，现有技术1(li c,yang j,pachfule p,li s,ye my,schmidt j,thomasa.ultralight covalent organic framework/graphene aerogels with hierarchicalporosity.nat commun.2020sep18；11(1):4712.)采用氧化石墨烯来调控cof的生长，通过水热法使cof沿着二维石墨烯片的表面原位生长，以3d方式堆叠，合成了cof/rgo气凝胶材料，在0.5a/g的电流密度下能够提供269f/g的比电容以及在5000次循环后仍有96％的电容保持率。该技术方案通过添加氧化石墨烯，微观形貌原本为中空管状结构的cof转化为3d海绵状结构，并生长在氧化石
6、又如，现有技术2(xueying kong,shengyang zhou,et al.redoxactive covalentorganic framework based conductive nanofibers for flexible energy
7、storage device[j].carbon,171(2021)248-256.)采用羧基化碳纳米管c-cnt来调控cof生长，制备了核壳c-cnt@cof材料。羧基化碳纳米管c-cnt的加入能够很好的控制cof
8、纳米层的厚度和形态。在0.2a/g的电流密度下能够提供418.7f/g的比电容，经过10000次gcd循环后，该器件保留了其原始电容的94.0％以上。该技术方案采用c-cnt调节cof的微观形貌，虽然有效避免了堆叠现象，但是，c-cnt材料本身提供的表面积较小，导致诱导cof生长时，无法实现均匀生长，从而无法有效形成多孔结构，进而无法有效建立离子传输通道，导致离子传输速率较低。
技术实现思路
0、
技术实现思路
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1、本专利技术的目的是提供一种基于eg调控微观形貌的eg/dt-cof及其制备方法和应用。
2、其基本原理为：通过在膨胀石墨eg的表面生长dt-cof，调控dt-cof的微观形貌，提高复合材料的电化学性能，同时，膨胀石墨eg表面含有大量的含氧官能团，例如羟基和羧基，这些含氧官能团可以与dt-cof的有机分子发生以氢键和范德华力为主的非共价相互作用，为dt-cof提供良好的生长界面，提高离子传输速率；
3、此外，dt-cof是基于β-酮烯胺结构的cof，这种结构具有较强的稳定性和较大的比表面积，暴露出更多的活性位点，有效的提升电化学反应过程中电子和离子的传输速率，从而提高储能设备的电化学性能。
4、为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
5、一种基于eg调控微观形貌的eg/dt-cof，以二氨基蒽醌、三甲酰基间苯三酚、膨胀石墨为原材料，以对甲苯磺酸为催化剂，以去离子水为润滑剂，使用物理研磨法制备复合共价有机骨架超级电容器负极材料；
6、所述材料具有层状的多孔结构，其孔径大小在2-50nm；
7、所述材料在20-450℃范围内具有稳定性，在445-455℃开始分解。
8、一种基于eg调控微观形貌的eg/dt-cof的制备方法，包括以下步骤：
9、步骤1，膨胀石墨eg的制备，在一定条件，将可膨胀石墨进行加热，得到膨胀石墨eg；
10、所述步骤1中，可膨胀石墨的加热条件为，在空气条件下，加热温度为900-1000℃，加热时间为1-2min；
11、步骤2，基于eg调控微观形貌的dt-cof的制备，首先，以步骤1所得eg、二氨基蒽醌daaq、三甲酰基间苯三酚tfp和对甲苯磺酸ptsa满足一定质量比，将daaq、eg和ptsa置于研钵中并滴加去离子水得到混合物a，然后，以一定条件，将混合物a进行研磨，之后，将tfp加入到混合物a中得到混合物b，以一定条件，将混合物b进行研磨得到反应物，最后，在一定条件，将反应物置于烘箱中进行反应，反应完毕后将所得产物进行研磨，洗涤，干燥，即可得到深红色的基于eg调控微观形貌的eg/dt-cof，简称为eg/dt-cof；
12、所述步骤2中，eg、daaq、tfp和ptsa的质量比为3：2：20；
13、所述步骤2中，混合物a研磨的条件为，研磨时间为25-30min；
14、所述步骤2中，混合物b研磨的条件为，研磨时间为25-30min；
15、所述步骤2中，反应的条件为，反应温度为95-100℃，反应时间为92-96h。
16、一种基于eg调控微观形貌的eg/dt-cof作为超级电容器中负极材料的应用，在-0.3--1v范围内充放电，当电流密度为1a/g时，比电容为495-501f/g；在10000次gcd循环后电容保持率为93-94.4％。
17、本专利技术有益技术效果经实验检测，结果如下：
18、eg/dt-cof经sem测试，具有层状的多孔结构。证明添加eg起到调控dt-cof形貌的作用。
19、eg/dt-cof经bet测试，比表面积为1397m2/g，孔径大小为2-50nm。证明eg/dt-cof具有较大的比表面积。
20、eg/dt-cof经tga测试，在20-450℃范围内具有稳定性，在445-455℃eg/dt-cof开始分解。证明eg/dt-cof具有良好的稳定性。
21、eg/dt-cof经比电容测试，在-0.3--1v范围内充放电，当电流密度为1a/g时，比电容为495-501f/g。证明eg/dt-cof具有良好的电化学性能。
22、eg/dt-cof经gcd循环测试，在10000次循环后电容保持率为93-94.4％。证明eg/dt-cof具有良好的循环性能。
23、因此，本专利技术相对于现有技术，具有以下优点：
24、1、本专利技术制备的eg/dt-cof通过eg调控形成了层状的多孔结构，有助于本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于EG调控微观形貌的EG/DT-COF，其特征在于：以二氨基蒽醌、三甲酰基间苯三酚、膨胀石墨为原材料，以对甲苯磺酸为催化剂，以去离子水为润滑剂，使用物理研磨法制备复合共价有机骨架超级电容器负极材料。
2.根据权利要求1所述的EG/DT-COF，其特征在于：所述材料具有层状的多孔结构，其孔径大小在2-50nm。
3.根据权利要求1所述的EG/DT-COF，其特征在于：所述材料在20-450℃范围内具有稳定性，在445-455℃开始分解。
4.一种基于EG调控微观形貌的EG/DT-COF的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，可膨胀石墨的加热条件为，在空气条件下，加热温度为900-1000℃，加热时间为1-2min。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2中，EG、DAAQ、TFP和PTSA的质量比为3：2：20。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2中，混合物A研磨的条件为，研磨时间为25-30min；p>
8.一种基于EG调控微观形貌的EG/DT-COF作为超级电容器中负极材料的应用，其特征在于：在-0.3--1V范围内充放电，当电流密度为1A/g时，比电容为495-501F/g。
9.一种基于EG调控微观形貌的EG/DT-COF作为超级电容器中负极材料的应用，其特征在于：在10000次GCD循环后电容保持率为93-94.4％。
...【技术特征摘要】
1.一种基于eg调控微观形貌的eg/dt-cof，其特征在于：以二氨基蒽醌、三甲酰基间苯三酚、膨胀石墨为原材料，以对甲苯磺酸为催化剂，以去离子水为润滑剂，使用物理研磨法制备复合共价有机骨架超级电容器负极材料。
2.根据权利要求1所述的eg/dt-cof，其特征在于：所述材料具有层状的多孔结构，其孔径大小在2-50nm。
3.根据权利要求1所述的eg/dt-cof，其特征在于：所述材料在20-450℃范围内具有稳定性，在445-455℃开始分解。
4.一种基于eg调控微观形貌的eg/dt-cof的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，可膨胀石墨的加热条件为，在空...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐芬，冯俞霖，孙立贤，邵旗伟，吴学虎，徐如丹，余楚钰，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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