[发明专利]聚吡咯包覆多酸基金属有机框架复合材料、负极材料、碱金属离子电池及方法

权利要求书

1.一种聚吡咯包覆多酸基金属有机框架复合材料，其特征在于，所述复合材料包括过渡金属阳离子、邻菲罗啉配体、聚氧阴离子、水分子和聚吡咯，所述复合材料的化学式为[M^m+_nz/m(1,10-phen)_x(H₂O)_y][A^n-_z]@PPy，其中，M为过渡金属，“1,10-phen”为1,10-邻菲罗啉，A^n-为聚氧阴离子，PPy为聚吡咯。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述过渡金属为Fe、Co、Ni或Cu；所述聚氧阴离子为[Mo₆O₂₀]^4-、[W₃O₁₀]^2-或[V₁₃O₃₄]^3-。

3.一种聚吡咯包覆多酸基金属有机框架复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

制备多酸基金属有机框架材料，所述多酸基金属有机框架材料的化学式为[M^m+_nz/m(1,10-phen)_x(H₂O)_y][A^n-_z]，其中，M为过渡金属，“1,10-phen”为邻菲罗啉，A^n-为聚氧阴离子；

采用吡咯单体和所述多酸基金属有机框架材料制备权利要求1或2所述的聚吡咯包覆多酸基金属有机框架复合材料。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述制备多酸基金属有机框架材料，包括：

将过渡金属盐、多金属氧酸盐和1,10-邻菲罗啉溶解于水中，采用NaOH调节pH值，获得第一溶液；

将所述第一溶液加入聚四氟乙烯为内衬的反应釜中，水热反应，降温冷却至室温后，收集晶体，采用去离子水和乙醇洗涤所述晶体，干燥后获得多酸基金属有机框架材料。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述过渡金属盐、多金属氧酸盐和1,10-邻菲罗啉的摩尔比例为1:0.1～2:0.1～2。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述过渡金属盐中的金属元素为Fe、Co、Ni或Cu；所述过渡金属盐中的阴离子为NO₃^-、SO₄^2-、CH₃COO^-或Cl^-。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述水热反应的温度为120～200℃，水热反应的时间为10～100h，降温时间为10～50h。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用吡咯单体和所述多酸基金属有机框架材料制备权利要求1或2所述的聚吡咯包覆多酸基金属有机框架复合材料，包括：

将吡咯单体分散在水中，获得第二溶液；

将所述多酸基金属有机框架材料、引发剂和氧化剂加入所述第二溶液，搅拌、离心、洗涤、干燥后，获得所述聚吡咯包覆多酸基金属有机框架复合材料。

9.一种碱金属离子电池负极材料，其特征在于，包括权利要求1或2所述的聚吡咯包覆多酸基金属有机框架复合材料。

10.一种碱金属离子电池，其特征在于，包括权利要求9所述的碱金属离子电池负极材料。