[发明专利]一种MOFs衍生物Co-Ni-B-P复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种MOFs衍生物Co-Ni-B-P复合材料，其特征在于：先采用溶剂热法制备Co-Ni-MOF，再采用化学氧化还原法，先进行硼化处理，再进行磷化处理，即可得到具备三级结构的微米花簇球结构；

所述Co-Ni-MOF作为复合材料的前驱体，所起作用为提供花簇球状结构和高孔隙率；

所述硼化处理所起作用为保护材料结构、增加材料氧空位和增大比表面积，进而起到提升快速法拉第反应、提供赝电容的作用；

所述磷化处理所起作用为增大比表面积和提升离子传输速率，进而提升复合材料的电导率，提升赝电容的作用；

所述三级结构具体为，一级结构为以Co-Ni-MOF为基础的花簇球状结构，二级结构为硼化处理形成的纳米片结构；三级结构为磷化处理形成不规则纳米颗粒；

所述MOFs衍生物Co-Ni-B-P复合材料的制备方法包括以下步骤：

步骤1）Co-Ni-MOF材料的制备，以一定的物质的量将乙酸钴和乙酸镍溶于N，N-二甲基乙酰胺，形成粉红色的A溶液，再以一定的物质的量将1,2,3,4-丁烷四羧酸溶于N，N-二甲基乙酰胺，形成B溶液，然后将B溶液加入到A溶液中在一定条件下进行溶剂热反应，反应完毕后经洗涤、干燥，即可得到Co-Ni-MOF材料；

步骤2）硼化处理，即MOFs 衍生物Co-Ni-B复合材料的制备，以一定质量比，将步骤1所得Co-Ni-MOF材料溶于去离子水中，得到粉色的C溶液，然后在一定条件下将含有一定质量的硼氢化钠溶液逐滴加入上述C溶液中搅拌进行硼化处理，反应完毕后经洗涤、干燥，即可得到MOFs 衍生物Co-Ni-B复合材料；

步骤3）磷化处理，即MOFs衍生物Co-Ni-B-P复合材料的制备，以一定质量比，将步骤2所得Co-Ni-B复合材料溶于PCl₃溶液，得到D溶液，然后在一定条件下进行搅拌，之后经洗涤、干燥，即可得到MOFs衍生物Co-Ni-B-P复合材料。

2.根据权利要求1所述MOFs衍生物Co-Ni-B-P复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1）Co-Ni-MOF材料的制备，以一定的物质的量将乙酸钴和乙酸镍溶于N，N-二甲基乙酰胺，形成粉红色的A溶液，再以一定的物质的量将1,2,3,4-丁烷四羧酸溶于N，N-二甲基乙酰胺，形成B溶液，然后将B溶液加入到A溶液中在一定条件下进行溶剂热反应，反应完毕后经洗涤、干燥，即可得到Co-Ni-MOF材料；

步骤2）硼化处理，即MOFs 衍生物Co-Ni-B复合材料的制备，以一定质量比，将步骤1所得Co-Ni-MOF材料溶于去离子水中，得到粉色的C溶液，然后在一定条件下将含有一定质量的硼氢化钠溶液逐滴加入上述C溶液中搅拌进行硼化处理，反应完毕后经洗涤、干燥，即可得到MOFs 衍生物Co-Ni-B复合材料；

步骤3）磷化处理，即MOFs衍生物Co-Ni-B-P复合材料的制备，以一定质量比，将步骤2所得Co-Ni-B复合材料溶于PCl₃溶液，得到D溶液，然后在一定条件下进行搅拌，之后经洗涤、干燥，即可得到MOFs衍生物Co-Ni-B-P复合材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述原料乙酸钴、乙酸镍、1,2,3,4-丁烷四羧酸、硼氢化钠、PCl₃的物质的量之比为1：1：1：1：1。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1乙酸钴、乙酸镍和1,2,3,4-丁烷四羧酸的浓度为0.05-0.15 mol/L；所述步骤2 Co-Ni-MOF的浓度为1-3 g/L，硼氢化钠的浓度为0.2-0.3 mol/L；所述步骤3 MOFs衍生物Co-Ni-B的浓度为1-3 g/L。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1溶剂热法的条件为，溶剂热反应的温度为150-180 ℃，溶剂热反应的时间为12-36 h；所述步骤2 中硼化处理的条件为，搅拌温度为25 ℃，搅拌时长为10-30 min。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3中磷化处理的条件为，搅拌温度25 ℃，搅拌时长12-24 h。

7.根据权利要求1所述MOFs衍生物Co-Ni-B-P复合材料作为超级电容器电极材料的应用，其特征在于：在-0.1-0.45 V范围内充放电，在放电电流密度为1 A/g时，比电容为1500-1600 F/g。