1.一种导电MOF修饰的碳纤维纸材料,其特征是,包括亲水性的碳纤维纸和金属-有机框架材料Co3(HITP)2,所述金属-有机框架材料Co3(HITP)2附着在所述亲水性的碳纤维纸中碳纤维的表面上。
2.如权利要求1所述的导电MOF修饰的碳纤维纸材料,其特征是,所述金属-有机框架材料Co3(HITP)2的形态为花状形态,特征是:细狭柱、瓣前幅起愈趋尖锐状,花瓣紧凑,排列整齐,长度为数微米,宽度为纳米级,长度和宽度均一性高;
进一步的,花状金属-有机框架材料Co3(HITP)2均匀地、单层地附着在所述亲水性的碳纤维纸中碳纤维的表面上;
进一步的,所述碳纤维纸的孔隙率为70~80%,定量为40~90g/m2,厚度为0.15~
0.25mm。
3.一种导电MOF修饰的碳纤维纸材料的制备方法,其特征是,该方法包括以下步骤:碳纤维纸的预处理:将碳纤维纸材料进行亲水处理;
制备生长有Co3(HITP)2的碳纤维纸:二价钴离子Co2+与六氨基三亚苯(HITP)在亲水碳纤维纸表面配位并原位生长;
去除结构杂质:去除未参与反应的Co2+、HITP、溶剂DMF分子、和/或碳纤维纸表面上游离的MOF分子。
4.如权利要求3所述的制备方法,其特征是,亲水处理的方法包括以下步骤:将碳纤维纸浸泡在由丙酮、异丙醇和水组成的混合液中,超声处理30~90min,然后洗涤、干燥,制备得到亲水处理后的碳纤维纸;
进一步的,所述混合液中,丙酮、异丙醇和水的体积比例为1:1:1;
进一步的,处理方法具体包括以下步骤:将碳纤维纸浸泡在由丙酮、异丙醇和水组成的混合液中,并用石蜡封口膜封口,超声处理60min,处理后取出并用去离子水超声清洗3次,每次5min,再用无水乙醇超声清洗3次,每次5min,将碳纤维纸转移至垫有滤纸的玻璃皿中,放入100℃烘箱干燥12h。
5.如权利要求3所述的制备方法,其特征是,反应之前,将反应配体HITP和二价钴盐溶解于包含有DMF和水的混合液中;
进一步的,所述钴盐为Co(OAc)2·4H2O。
6.如权利要求3所述的制备方法,其特征是,所述HITP和Co2+的摩尔比例为1:(1.5~
2.5);
进一步,所述所述HITP和Co2+的摩尔比例为1:2;
进一步的,面积为180~220mm2的碳纤维纸对应着(0.010~0.022)mmol的HITP;
进一步的,反应温度为80~90℃,反应时间为22~26h;
进一步的,反应温度为85℃,反应时间为24h。
7.如权利要求3所述的制备方法,其特征是,去除结构杂质的方法包括:将附着有Co3(HITP)2的碳纤维纸放入80~90℃水中静置22~26h,期间每隔6~8h更换一次水;将附着有Co3(HITP)2的碳纤维纸取出,在80~90℃丙酮中静置22~26h,期间每隔6~8h后更换一次丙酮;最后干燥。
8.权利要求1或2或权利要求3~7中任一项方法制备得到的导电MOF修饰碳纤维纸材料在制备锂硫电池中的应用。
9.一种锂硫电池插层材料,其特征是,包括权利要求1或2或权利要求3~7中任一项方法制备得到的所述的导电MOF修饰的碳纤维纸材料,作为锂硫电池插层材料,置于隔膜与正极之间,用于加速电子转移,同时对多硫化锂具有催化与阻隔作用。
10.一种锂硫电池,其特征是,负极为锂,正极为硫/碳复合物,同时将权利要求1或2或权利要求3~7中任一项方法制备得到的导电MOF修饰碳纤维纸材料作为插层。