[发明专利]一种片状二氧化锰中空框架结构材料及其制备方法、应用

权利要求书

1.一种片状二氧化锰中空框架结构材料，其特征在于，所述片状二氧化锰中空框架结构材料按照以下方法制得：先在碳纤维布上原位生长MOF材料，然后加入锰源，通过水热法将MOF材料转换为片状二氧化锰中空框架结构材料；

所述片状二氧化锰中空框架结构材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将碳纤维布进行亲水化处理，得亲水化碳布；亲水化处理的方法为：将碳纤维布放入硝酸中，加热到80~100℃，反应4~6h，然后于去离子水冲洗至中性，取出，烘干，得亲水化碳布；

（2）在亲水化碳布表面原位制备MOF/CC材料；

（3）将MOF/CC材料置于锰源溶液中，进行水热反应，制得MnO₂/CC材料，即为片状二氧化锰中空框架结构材料；水热反应的温度为100~180℃，时间为30~180min。

2.根据权利要求1所述的一种片状二氧化锰中空框架结构材料，其特征在于，所述锰源为高锰酸钾或硫酸锰；所述MOF材料为Co-MOF或Fe-MOF。

3.一种如权利要求1或2所述的片状二氧化锰中空框架结构材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将碳纤维布进行亲水化处理，得亲水化碳布；

（2）在亲水化碳布表面原位制备MOF/CC材料；

（3）将MOF/CC材料置于锰源溶液中，进行水热反应，制得MnO₂/CC材料，即为片状二氧化锰中空框架结构材料；水热反应的温度为100~180℃，时间为30~180min。

4.根据权利要求3所述的片状二氧化锰中空框架结构材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，亲水化处理的方法为：将碳纤维布放入硝酸中，加热到80~100℃，反应4~6h，然后于去离子水冲洗至中性，取出，烘干，得亲水化碳布。

5.根据权利要求3所述的片状二氧化锰中空框架结构材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述MOF/CC材料为Co-MOF/CC材料或Fe-MOF/CC材料。

6.根据权利要求5所述的片状二氧化锰中空框架结构材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，原位制备MOF/CC材料的方法为：将步骤（1）得到的亲水化碳布放到六水合硝酸钴与2-甲基咪唑的甲醇混合溶液中，室温下，搅拌反应6~12h，洗涤、干燥后，制得Co-MOF/CC材料。

7.根据权利要求6所述的片状二氧化锰中空框架结构材料的制备方法，其特征在于，六水合硝酸钴与2-甲基咪唑的甲醇混合溶液中，所述六水合硝酸钴与2-甲基咪唑摩尔比为1：（5~20）。

8.根据权利要求3所述的片状二氧化锰中空框架结构材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述锰源溶液为浓度为1~5mmol/L的高锰酸钾溶液。

9.一种如权利要求1或2所述的片状二氧化锰中空框架结构材料在锌离子电池及柔性器件中的应用。