一种金属硫化物多孔框架/石墨烯复合纤维的制备方法及其应用.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CN108456936A(43)申请公布日2018.08.28(21)申请号201810148870.1H01M4/36(2006.01)(22)申请日2018.02.13H01M4/58(2010.01)H01M4/583(2010.01)(71)申请人浙江工业大学H01M10/0525(2010.01)地址310014浙江省杭州市下城区潮王路18号(72)发明人曹澥宏张琳刘文贤施文慧(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.D01D5/06(2006.01)D01D5/30(2006.01)D01D1/02(2006.01)D01D10/02(2006.01)D01F8/18(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种金属硫化物多孔框架/石墨烯复合纤维的制备方法及其应用(57)摘要本发明公开了一种金属硫化物多孔框架/石墨烯复合纤维的制备方法，所述金属硫化物多孔框架/石墨烯复合纤维以MOF晶体粉末与氧化石墨烯通过复合得到的纤维状复合物为前驱体，经过煅烧得到。本发明制备方法操作简单、条件温和、形貌可调、结构可控、组分分布均匀，保留了石墨烯和以MOF晶体为模板得到的金属硫化物多孔框架的结构完整性，兼具了石墨烯和金属硫化物多孔框架的优异性能，能够批量化或工业化生产，且其作为锂离子电池负极材料，性能优异，具有很好的应用前景。CN108456936ACN108456936A权利要求书1/1页1.一种金属硫化物多孔框架/石墨烯复合纤维，其特征在于，所述金属硫化物多孔框架/石墨烯复合纤维以MOF晶体粉末与氧化石墨烯通过复合得到的纤维状复合物为前驱体，经过煅烧得到。2.一种金属硫化物多孔框架/石墨烯复合纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：取MOF晶体粉末和浓度为0.1~100mg/mL的氧化石墨烯分散液于密闭条件下混合，搅拌均匀得纺丝液；其中，所述MOF晶体粉末和氧化石墨烯的投料质量比为(0.1～10)：1；将上述纺丝液经过湿法纺丝得金属硫化物多孔框架/石墨烯复合纤维前驱体；将步骤（2）中所述前驱体中加入硫磺粉，经300~600℃煅烧1~20h，制备得直径为20~50微米的复合纤维，即所述金属硫化物多孔框架/石墨烯复合纤维。3.根据权利要求2所述的一种金属硫化物多孔框架/石墨烯复合纤维的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯分散液为氧化石墨烯/水溶液或氧化石墨烯/N,N-二甲基甲酰胺溶液。4.根据权利要求2所述的一种金属硫化物多孔框架/石墨烯复合纤维的制备方法，其特征在于，所述金属硫化物多孔框架/石墨烯复合纤维中石墨烯表面与金属硫化物的复合方式为石墨烯包覆金属硫化物或金属硫化物均匀负载在石墨烯表面上的一种或两种。5.根据权利要求2或4所述的一种金属硫化物多孔框架/石墨烯复合纤维的制备方法，其特征在于，所述MOF晶体粉末选自ZIF-8、Ni-MOF、Fe-MOF、MOF-5、Co-MOF或[K2Sn2(bdc)3](H2O)X中的一种或几种。6.根据权利要求2或4所述的一种金属硫化物多孔框架/石墨烯复合纤维的制备方法，其特征在于，所述湿法纺丝包括以下步骤：将所述纺丝液通过注射器连续注射注入到凝固浴中，再经真空抽滤，自然干燥，得所述金属硫化物多孔框架/石墨烯复合纤维前驱体。7.根据权利要求2、3或6所述的一种金属硫化物多孔框架/石墨烯复合纤维的制备方法，其特征在于，所述MOF晶体粉末和氧化石墨烯的投料质量比为(1~2):1；所述氧化石墨烯为片状，横向尺寸为0.1~100微米，氧化石墨烯分散液浓度为6~10mg/mL。8.根据权利要求6所述的一种金属硫化物多孔框架/石墨烯复合纤维的制备方法，其特征在于，所述凝固浴选自CaCl2水溶液、乙醇、饱和氢氧化钾的乙醇溶液或乙酸乙酯中任意一种；其中，所述CaCl2水溶液中CaCl2的质量分数为5%。9.根据权利要求6所述的一种金属硫化物多孔框架/石墨烯复合纤维的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述煅烧方法为：先通氮气以排出空气，以10℃/min速率升温至500~600℃，煅烧0.5~1.5h，后自然降温到300~380℃，加入硫磺粉，煅烧0.5~1.5h，最后自然降温，得所述金属硫化物多孔框架/石墨烯复合纤维；其中，所述硫磺粉加入0.2到1克。10.一种金属硫化物多孔框架/石墨烯复合纤维的制备方法制备得到的多孔金属硫化物/石墨烯复合纤维在能源、环境或柔性器件领域的应用。2CN108456936A说明书1/5页一种金属硫化物多孔框架/石墨烯复合纤维的制备方法及其应用技术领域[0001]本发明涉及复合材料合成领域，尤其是涉及一种金属硫化物多孔框架/石墨烯复合