文 献 综 述

1、引言

随着人类社会的不断进步和发展，人们对能源的需求与依耐性也日益增加，然而石油、天然气等传统不可再生能源的不断枯竭及其燃烧所导致的空气污染与温室效应正逐渐影响着人们的日常生活。因此，为了人类社会的可持续发展，寻找和开发清洁安全的绿色能源来代替传统的化石燃料己刻不容缓。二次电池作为一种可以将清洁电能进行存储与释放的装置，在现代社会中发挥着不可替代的作用。锂离子二次电池是一种20世纪90年代发展起来的新型化学电源，因其具有能量密度大、放电电压高、循环寿命长、环境友好等一系列优点而备受青睐，现广泛应用于笔记本电脑、手机、摄像机、数码相机等便携式电子设备中。在目前新能源的开发利用大潮中，高性能锂离子二次电池的研发受到了广泛的关注。

正极材料是锂离子电池的重要组成部分，其在很大程度上决定了电池的电化学性能。目前商业化的锂离子电池大多采用嵌锂过渡金属氧化(LiNiO2，LiCoO2和LiMn2O4等)和磷酸盐(LiFePO4)作为正极材料，然而这些材料的理论容量均不超过300 mAh#183; g-1，远不能满足未来电动汽车(EV)和混合电动汽车(HEV)产业的发展需求[1-3]。因此，寻找和开发新型高比容量的正极材料是目前研究的热点。

在新型正极材料中，硫无疑是最具吸引力的一类。硫的理论比容量可达1675 mAh#183;g-1，远超目前己商品化正极材料，当其与锂负极配对组成电池时，理论能量密度更是高达2600 Wh#183; kg-1，而且单质硫还具有资源丰富、价格低廉、无毒、无污染、安全可靠等优点[4，5]。因此，锂硫电池具有广阔的研究与应用前景，将来极有可能取代目前己商业化的锂离子二次电池[6]。

金属有机框架(MOF)作为一种新型的多孔骨架,具有较好的电化学活性,较好的孔特性和较大的比表面积,较为稳定的化学性质,控制选用金属有机框架材料的结构与孔隙度、比表面积,形成的复合材料的孔道不但对活性物质硫进行吸附,其次,孔道表面丰富的官能团,也可以通过键吸附负载更多的活性物质硫材料,有助于抑制硫单质及多硫化合物在电解液中的溶解,这样有利于充分提高锂硫电池循环性能和保持较高的正极材料活性物质利用率。因此,金属有机框架(MOF)是一种在锂硫电池中极具实用前景的新型多孔骨架。

本文利用溶剂热法和直接加入合成法制备MOF-5，MOF-5是最具典型的一类MOF材料。并且通过实验进一步摸索出制备过程的一些最佳的工艺条件，合成MOF-5/S正极复合材料，对其进行粉末X射线衍射分析、氮气吸附脱附实验、高分辨扫描电子显微镜（SEM）检测、并测试其导电性能。

2、金属有机框架的简介

金属有机框架又称金属有机配位聚合物[7]或金属有机网络结构[8]，是指多齿有机配体和金属离子或离子簇之间，通过配位键自组装所形成的多维结构并具有一定孔道或空腔的晶态材料。与传统的多孔材料(如沸石分子筛)相比具有以下优点:(1)高度规则的孔道结构，孔道的尺寸可调控，孔大小分布均匀；(2)配体结构的不同使金属一有机配位聚合物的结构多种多样；(3)可调控的表面修饰能力和广泛的应用价值[9-12]。

MOFs是由金属离子和有机配体官能团中的N、O等配位形成次级结构单元，然后通过苯环等桥连基团将这些次级结构单元连接起来，形成一种网状结构。金属离子与不同的有机配体可以形成不同的次级结构单元，如四面体型，八面体型等，这些不同结构的次级结构单元通过不同的桥连基团可以形成不同结构的MOFs材料。它具有以下几个典型的结构特点：