一种氧化石墨烯/金属有机框架三维致密宏观体及其制备方法、应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109637823A(43)申请公布日2019.04.16(21)申请号201811319183.8(22)申请日2018.11.07(71)申请人浙江工业大学地址310014浙江省杭州市下城区潮王路18号(72)发明人曹澥宏毛静施文慧刘文贤(74)专利代理机构杭州杭诚专利事务所有限公司33109代理人尉伟敏(51)Int.Cl.H01G11/24(2013.01)H01G11/26(2013.01)H01G11/30(2013.01)H01G11/36(2013.01)H01G11/86(2013.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称一种氧化石墨烯/金属有机框架三维致密宏观体及其制备方法、应用(57)摘要本发明涉及复合材料技术领域，为解决石墨烯复合材料孔隙过多且电极材料密度低所引起的体积容量低和石墨烯材料机械性能差的问题，提供了一种氧化石墨烯/金属有机框架三维致密宏观体及其制备方法、应用，所述氧化石墨烯/金属有机框架三维致密宏观体为氧化石墨烯与MOF晶体粉末通过混合、真空干燥得到的石墨烯/金属有机框架复合材料。本发明氧化石墨烯/金属有机框架三维致密宏观体保留了氧化石墨烯和MOF晶体的结构完整性，兼具了氧化石墨烯和MOF的优异性能，具有优异的机械性能，同时具有高密度、高体积容量及高体积能量密度等特性，制备方法操作简单、条件温和、形貌可调、结构可控、组分分布均匀，能够批量化或工业化生产。CN109637823ACN109637823A权利要求书1/1页1.一种氧化石墨烯/金属有机框架三维致密宏观体，其特征在于，所述氧化石墨烯/金属有机框架三维致密宏观体为氧化石墨烯与MOF晶体粉末通过混合、真空干燥得到的氧化石墨烯/金属有机框架复合材料。2.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯/金属有机框架三维致密宏观体，其特征在于，所述氧化石墨烯/金属有机框架三维致密宏观体中氧化石墨烯表面和MOF晶体粉末的复合方式包括氧化石墨烯包覆MOF晶体粉末和/或MOF晶体粉末均匀负载在氧化石墨烯表面。3.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯/金属有机框架三维致密宏观体，其特征在于，所述石墨烯/金属有机框架三维致密宏观体的直径为1mm～10cm。4.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯/金属有机框架三维致密宏观体，其特征在于，所述MOF晶体粉末选自Ni-MOF、Fe-MOF、Mo-MOF、Zn-MOF、Co-MOF和Cu-MOF中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯/金属有机框架三维致密宏观体，其特征在于，所述氧化石墨烯为片状，横向尺寸为0.1～100μm。6.一种如权利要求1-5任一所述的氧化石墨烯/金属有机框架三维致密宏观体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将氧化石墨烯分散液和MOF晶体粉末于密闭条件下混合搅拌均匀，得到水凝胶；(2)将步骤(1)得到的水凝胶真空干燥，即制得氧化石墨烯/金属有机框架三维致密宏观体。7.根据权利要求6所述的一种氧化石墨烯/金属有机框架三维致密宏观体，其特征在于，步骤(1)中，所述MOF晶体粉末与氧化石墨烯的质量比为(0.01～10)：1。8.根据权利要求6所述的一种氧化石墨烯/金属有机框架三维致密宏观体，其特征在于，步骤(1)中，所述氧化石墨烯分散液的浓度控制在0.01～50mg/mL。9.根据权利要求6所述的一种氧化石墨烯/金属有机框架三维致密宏观体，其特征在于，步骤(2)中，真空干燥的温度控制在20～100℃，时间控制在12～48h。10.一种如权利要求1-5任一所述的氧化石墨烯/金属有机框架三维致密宏观体在能源、环境或储能器件领域的应用。2CN109637823A说明书1/6页一种氧化石墨烯/金属有机框架三维致密宏观体及其制备方法、应用技术领域[0001]本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种氧化石墨烯/金属有机框架三维致密宏观体及其制备方法、应用。背景技术[0002]石墨烯具有优异的电化学、光学、力学性能，自发现至今，在储能、催化、传感器及功能复合材料等领域具有广泛的应用前景。从结构上看，石墨烯是二维蜂窝状晶格结构的杂化单层碳原子晶体，有褶皱，是真正的二维晶体，以石墨烯片层(石墨烯基复合材料)为基础结构的三维宏观体，在利用石墨烯微米纳米级尺寸的优异性质的同时，三维宏观体上也能具优异的性能，是实现石墨烯产业化应用的重要方法。[0003]然而，现有的石墨烯复合材料由于孔隙丰富且电极材料密度低，不可避免地降低了它们的体积容量。体积能量密度是实际应用中最重要的考虑因素之一，特别是在小型和便携式电子设备中。为满足这种需求，迫切需要开发具有高重量和体积能量密度的新电极材料。[0004]中国专利文献上公开了“一种