基于2,6-蒽醌的共价三嗪框架材料及其制备方法与应用

本发明属于有机功能材料领域，具体涉及一种基于蒽醌的共价三嗪框架材料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、随着人类文明的进步，环境和能源问题逐渐成为社会发展的主要挑战。2020年以来，我国深化改革能源供给结构，大力发展清洁能源。但可再生能源的间歇性使它们不能稳定供给，为更有效地利用清洁能源，能源储存技术无疑是能源转型的关键。传统锂离子电池的电极材料是过渡金属无机物，例如licoo2、limn2o4和lifepo4等。这些无机配合物提取与合成过程中不仅需要消耗大量能量，而且会放出有毒物质并产生大量金属废弃物，这些日益稀缺的矿产资源的大量使用不满足可持续发展的要求。有机物因其多样性、可持续性、成本相对较低和对环境友好在电极材料利用上有着巨大的应用潜力。二维cofs(共价有机框架)作为一种结构可设计且功能可调节的一种类石墨烯型结晶多孔材料，在电解质中不溶、拥有丰富的孔隙、以及能够供离子传输的有序开放通道，共轭框架利于电荷传输，二维cofs的这些特性都表明其作为电极材料的优秀潜力。ctfs作为cofs的一种，具备良好的热稳定性、高稳定性、高电压等优势，在电极材料的应用上具备潜能本发明的主要目的在于提供一种基于蒽醌的共价三嗪框架材料及其制备方法与应用。以克服现有技术的不足。

2、为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

3、本发明实施例提供了一种基于蒽醌的共价三嗪框架材料，它具有如下所示的结构：

4、

5、本发明实施例还提供了一种基于蒽醌的共价三嗪框架材料的制备方法，其包括：

6、在真空条件下，使包含2，6-二氰基蒽醌和催化剂的均匀混合反应体系于350-450℃下反应 48h，制得基于蒽醌的共价三嗪框架材料。

7、本发明实施例还提供了由前述方法制备的基于蒽醌的共价三嗪框架材料。

8、本发明实施例还提供了所述基于基于蒽醌的共价三嗪框架材料作为锂离子电池正极材料的用途。

9、本发明实施例还提供了一种锂离子电池正极，其至少包含前述基于蒽醌的共价三嗪框架材料。

10、本发明实施例还提供了一种锂离子电池，包括正极、负极及电解液，所述正极包括前述锂离子电池正极。

11、本发明实施例还提供了一种锂离子电池的制备方法，其包括：

12、将前述基于蒽醌的共价三嗪框架材料、导电剂以及粘结剂混合均匀，之后将所获混合物施加于导电集流体上，形成电池正极，然后与负极、电解液组装成锂离子电池。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明制备的蒽醌共价三嗪框架材料的反应过程操作简单、合成路线较为简洁，这类共价三嗪框架材料具有高的比表面积，较好的热稳定性，同时具有较高的氧化还原电势和多对氧化还原峰，因此，本发明制备的蒽醌共价三嗪框架材料可应用于锂离子电池正极材料，同时在功能性有机材料领域具有良好的应用前景。

技术实现思路

技术特征：

1.一种基于蒽醌的共价三嗪框架材料，其特征在于，它具有如下所示的结构：

2.根据权利要求1所述的基于蒽醌的共价三嗪框架材料，其特征在于：所述基于蒽醌的共价三嗪框架材料具有较高的比表面积；

3.一种基于蒽醌的共价三嗪框架材料的制备方法，其特征在于包括：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于还包括：在所述反应完成后，对所获混合物进行过滤、洗涤、干燥处理；

5.由权利要求3-4中任一项所述方法制备基于蒽醌的共价三嗪框架材料。

6.权利要求1-2、5中任一项所述的基于蒽醌的共价三嗪框架材料用于制备锂离子电池正极材料中的用途。

7.一种锂离子电池正极材料，其特征在于包含权利要求1-2、5中任一项所述的基于蒽醌的共价三嗪框架材料。

8.一种锂离子电池，包括正极、负极及电解液，其特征在于：所述正极包括权利要求1-2、5中任一项所述的基于蒽醌的共价三嗪框架材料或权利要求7所述的锂离子电池正极材料。

9.一种锂离子电池的制备方法，其特征在于包括：

技术总结
本发明公开了一种基于蒽醌的共价三嗪框架材料及其制法和应用。所述蒽醌共价三嗪框架材料采用如下方法制备：采用蒽醌二氰基衍生物与氯化锌进行离子熔融反应，反应结束后利用水及酸洗涤，所得固体产物即为蒽醌共价三嗪框架材料。所述蒽醌共价三嗪框架材料的结构如下式(I)所示：本发明利用离子熔融法制备的蒽醌共价三嗪框架材料具有高比表面积。用作锂离子电池正极材料时，具有高电压，高容量，倍率性能好等优点，在新型高性能有机电极材料中具有很好的应用前景。

技术研发人员：杜亚,张瑛頔,刘玉婷
受保护的技术使用者：南京工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15