一种金属氧化物多孔框架/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CN108360089A(43)申请公布日2018.08.03(21)申请号201810148857.6(22)申请日2018.02.13(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.D01F9/08(2006.01)D01F9/10(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图5页(54)发明名称一种金属氧化物多孔框架/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氧化物多孔框架/石墨烯复合纤维的制备方法，所述金属氧化物多孔框架/石墨烯复合纤维为氧化石墨烯(GO)与MOF晶体粉末通过复合与煅烧得到的金属氧化物多孔框架/石墨烯复合纤维。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氧化物多孔框架的结构完整性，兼具了石墨烯和金属氧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。CN108360089ACN108360089A权利要求书1/1页1.一种金属氧化物多孔框架/石墨烯复合纤维的制备方法，其特征在于，所述金属氧化物多孔框架/石墨烯复合纤维为氧化石墨烯(GO)与MOF晶体粉末通过复合与煅烧得到的金属氧化物多孔框架/石墨烯复合纤维。2.根据权利要求1所述的一种金属氧化物多孔框架/石墨烯复合纤维的制备方法，其特征在于，取浓度为0.1~100mg/mL的氧化石墨烯分散液和MOF晶体粉末于密闭条件下混合，搅拌均匀得纺丝液，纺丝液经过湿法纺丝，制备得直径为20~50微米的氧化石墨烯/MOF复合纤维，再经300~600℃煅烧0.5-3h，获得金属氧化物多孔框架/石墨烯复合纤维；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。3.根据权利要求2所述的一种金属氧化物多孔框架/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DMF溶液。4.根据权利要求2所述的一种金属氧化物多孔框架/石墨烯复合纤维的制备方法，其特征在于，所述石墨烯/MOF复合纤维中氧化石墨烯表面和MOF晶体粉末的复合方式为氧化石墨烯包覆MOF晶体粉末或MOF晶体粉末均匀负载在氧化石墨烯表面上的一种或两种。5.根据权利要求2或4所述的一种金属氧化物多孔框架/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5所述的一种金属氧化物多孔框架/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，得所述氧化石墨烯/MOF复合纤维。7.根据权利要求2、3或6任意一项所述的一种金属氧化物多孔框架/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所述的一种金属氧化物多孔框架/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8所述的一种金属氧化物多孔框架/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℃，煅烧0.5~1.5h，最后自然降温，得所述金属氧化物多孔框架/石墨烯复合纤维。10.根据权利要求1、3或9任意一项所述的一种金属氧化物多孔框架/石墨烯复合纤维的制备方法制备得到的石墨烯/金属有机框架复合纤维在能源、环境或柔性器件领域的应用。2CN108360089A说明书1/7页一种金属氧化物多孔框架/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氧化物多孔框架/石墨烯复合纤维的制备方法及其应用。背景技术[0002]随着储能技术的发展，锂离子电池已经成为了最热门的移动储能设备。锂离子电池具有高比能量、长循环寿命、高比功率、高安全性、无记忆效应和高输出电压等优点，广泛应用于电脑、手机、电动汽车等移动电子设备中。随着人们对储能设备的需求不断增长，现有的锂离子电池性能已无法满足人们的需