新材料及其应用

本发明涉及电极制备技术领域，针对目前MOF复合材料比表面积低、导电性较差的问题，公开了碳纳米管/MOF衍生多孔碳复合电极材料的制备及应用。本发明的制备方法包括：双金属MOF晶体的制备；碳化产品的制备；碳纳米管/MOF衍生多孔碳复合电极材料的制备。该碳纳米管/MOF衍生多孔碳复合电极材料在电容去离子中表现出良好的性能。相比于一般的MOFs做前驱体，本发明采用双金属MOF可以实现对比表面积的改善，同时金属的掺杂不改变原MOF的晶相，保持模板结构的完整。同时催化生长的CNT可以改善传统MOF衍生多孔碳因缺少石墨化碳而导电性差的特征。两者综合使最后得到的复合电极材料具有高比表面积、高导电性。

本发明制备碳纳米管/MOF衍生多孔碳复合电极材料的方法简单，以MOF中金属为催化剂生长CNT，同时改变掺杂的金属种类，使复合材料具有高比表面积、高导电性、较窄的孔径分布。MOF中的金属能够促进CNT的生长。本发明优选的模板为Co-MOF、Fe-MOF和Ni-MOF，其制备方法为现有技术中的溶剂热合成法。本发明得到的双金属MOF与模板MOF的结构一致。选择金属Co、Fe、Ni为MOF模板的金属中心能够催化CNT的生长。相比于一般的MOFs做前驱体，双金属MOF可以实现对比表面积的改善，同时金属的掺杂不改变原MOF的晶相，保持模板结构的完整。同时催化生长的CNT可以改善传统MOF衍生多孔碳因缺少石墨化碳而导电性差的特征。两者综合使最后得到的复合电极材料具有高比表面积、高导电性。

该复合电极材料的应用前景非常广阔。

它可用于高性能电池电极，尤其是金属-空气电池，由于其比表面积大，导电性好，可以提高金属-空气电池的能量密度和寿命。

此外，该材料可用于电催化，将其作为催化剂载体，可以提高催化剂的稳定性和催化效率，也可以用作膜电极，提高膜电极的稳定性和性能。

总的来说，这种碳纳米管/MOF 衍生多孔碳复合电极材料具有导电性高，比表面积大，稳定性好等特点，是一种具有广泛应用前景的新型电极材料。