[發明專利]三維多孔的鈷基/石墨烯復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310303803.X
• 申請日: 2013-07-18
• 公開（公告）號: CN103400967A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 何雨石;馬晶晶;馬紫峰
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 牛山;陳少凌

1.一種三維多孔的鈷基/石墨烯復合材料，其特征在于，所述復合材料由粒徑為50nm～1μm的鈷基材料和石墨烯組成，所述鈷基材料在復合材料中的質量百分比為5％～95％；所述石墨烯構成多孔的三維立體導電網絡，并將所述鈷基材料包覆在其導電網絡中，形成孔徑為500nm～15μm的三維多孔的所述復合材料。

2.如權利要求1所述的三維多孔的鈷基/石墨烯復合材料，其特征在于，所述鈷基材料為氫氧化鈷、氧化亞鈷、四氧化三鈷、單質鈷中的一種或多種。

3.如權利要求1所述的三維多孔的鈷基/石墨烯復合材料，其特征在于，所述復合材料的孔徑為500nm～15μm。

4.一種如權利要求1所述的三維多孔的鈷基/石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，將1重量份氧化石墨烯和含0.1～10重量份鈷元素的鈷鹽前驅體分散在溶劑中，分散均勻后置于反應釜中進行溶劑熱反應，反應溫度為100～220℃，反應時間為2～72小時，反應后的產物冷凍干燥后，即得所述三維多孔的鈷基/石墨烯復合材料。

5.如權利要求4所述的三維多孔的鈷基/石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，所述反應后的產物冷凍干燥后還包括以下步驟：轉移至高溫爐中，空氣氣氛中升溫至200～500℃，高溫處理0.5～12小時，冷卻即得所述三維多孔的鈷基/石墨烯復合材料。

6.如權利要求4所述的三維多孔的鈷基/石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，所述反應后的產物冷凍干燥后還包括以下步驟：轉移至高溫爐中，在保護氣體中升溫至200～1100℃，高溫處理0.5～12小時，冷卻即得所述三維多孔的鈷基/石墨烯復合材料。

7.如權利要求4、5或6所述的三維多孔的鈷基/石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，所述鈷鹽前軀體為乙酸鈷、硝酸鈷、硫酸鈷、氯化鈷、碳酸鈷、草酸鈷及其帶結晶水的化合物中的一種或多種。

8.如權利要求4、5或6所述的三維多孔的鈷基/石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，所述溶劑為水、甲醇、乙醇、乙二醇、乙醚、丙酮、四氫呋喃、苯、甲苯、二甲苯、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一種或多種。

9.如權利要求4、5或6所述的三維多孔的鈷基/石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，所述氧化石墨烯在所述溶劑中的濃度為0.02～20mg/mL。

10.如權利要求4、5或6所述的三維多孔的鈷基/石墨烯復合材料的制備方法，其特征在于，所述冷凍干燥采用真空冷凍干燥法，干燥的溫度為-80～10℃，壓力為0～101000Pa，時間為2～72小時。