[發明專利]一種釩酸錳納米微米材料及其合成方法、應用

有效

• 申請號: 201410721729.8
• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN104528830A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 張紹巖;次立杰;李中秋
• 申請（專利權）人: 石家莊學院
• 主分類號: C01G45/00
• 分類號: C01G45/00;H01M4/131;H01M4/1391;B82Y30/00
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 墨偉

技術領域

????本發明屬無機非金屬材料領域，具體涉及一種釩酸錳納米微米材料及其合成方法和應用。

背景技術

????釩酸錳是一種重要的無機材料，根據錳、釩、氧比例的不同，釩酸錳具有多種不同的組成與結構。該類材料由于具有良好的電學、光學及電化學特性，在電學器件、光學器件及鋰離子電池方面擁有良好的應用前景。傳統的釩酸錳的合成方法主要是高溫固相反應，通過高溫固相法可以制備出無規則形貌的釩酸錳粉末，該反應過程消耗能很高，而且周期較長，產物通常為塊體材料，尺寸較大且不均勻。近年來，隨著納米技術的不斷發展，人們發現納米材料由于其獨特的微觀結構，在很多領域表現了更加優良的性能，因此各類納米材料的制備工藝及相關性能的研究已逐漸成為研究熱點。目前，關于釩酸錳納米材料方面的研究，其組成主要包括MnV₂O₆、b-Mn₂V₂O₇、MnV₂O₅等，結構主要有層狀、斜方等，專利號為201310074998.5、名稱為“一種釩酸錳納米針狀結構及其合成方法”的專利提供了一種組成為MnV₂O₅斜方晶相的針狀結構；申請號為201410400470.7、名稱為“一種釩酸錳納米帶的制備方法”的專利公開了一種釩酸錳納米帶，其組成為Mn₂V₂O₇。

到目前為止，關于Mn_6.87(OH)₃(VO₄)_3.6(V₂O₇)_0.2?納米微米材料的研究在國內外還未見報道，然而，對于納米材料，其組成、形貌及制備方法等都與性能密切相關，對材料的多樣化、潛在的功能多樣化具有重要意義，可見，開發不同組成、形貌的釩酸錳材料在材料領域急需突破。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種合成工藝簡單、性能優良的釩酸錳納米微米材料及其合成方法和應用，采用一步水熱法，使得錳、釩、氧在分子水平上混合，通過調控反應條件制備出具有不同形貌的釩酸錳Mn_6.87(OH)₃(VO₄)_3.6(V₂O₇)_0.2納米微米材料，并對其在鋰電池材料中的應用做了測試，實現了對釩酸錳材料微觀結構及形貌的調控，對其應用提供了依據。

本發明采用的技術方案是：一種釩酸錳納米微米材料，所述釩酸錳納米微米材料的組成為Mn_6.87(OH)₃(VO₄)_3.6(V₂O₇)_0.2，形貌為納米顆粒、微米棒或微米管。

本發明還提供了合成上述釩酸錳納米微米材料的方法，所述方法包括以下步驟：

將正釩酸鈉和錳鹽按V：Mn=1-3：1的摩爾比配制成混合溶液；

調節混合溶液pH為7-8，攪拌10min后轉入反應釜，160-260°C反應1-24h，得粗產品的溶液；

將所得粗產品的溶液冷卻至室溫，洗滌、干燥，得釩酸錳Mn_6.87(OH)₃(VO₄)_3.6(V₂O₇)_0.2納米微米材料。

本發明還將所合成的釩酸錳Mn_6.87(OH)₃(VO₄)_3.6(V₂O₇)_0.2納米微米材料作為負極材料應用于鋰離子電池中。