[發(fā)明專(zhuān)利]Fe7Ni3納米材料的制備方法及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611152632.5
• 申請(qǐng)日: 2016-12-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106784891B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫根班;袁萌偉;林柳;劉慧輝;馬淑蘭
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京師范大學(xué);北京師大科技園科技發(fā)展有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/90
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/90;H01M12/06;B82Y30/00
• 代理公司: 北京柏杉松知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11413
• 代理人: 劉繼富;王春偉

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種Fe₇Ni₃納米材料的制備方法，涉及納米材料技術(shù)領(lǐng)域，方法包括：將乙酰丙酮鐵、乙酰丙酮鎳加入到溶劑中分散，然后再加入礦化劑和十八胺，分散均勻后，在惰性氣體保護(hù)下加入水合肼，加熱至180℃～200℃，反應(yīng)1小時(shí)～5小時(shí)，分離出反應(yīng)產(chǎn)物，洗滌并干燥所述反應(yīng)產(chǎn)物。本發(fā)明實(shí)施例提供的制備方法，制備工藝和所需設(shè)備較簡(jiǎn)單，并且能耗低，因此Fe₇Ni₃納米材料的制備成本較低。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種Fe₇Ni₃納米材料在有機(jī)體系Li?O₂電池中作為正極催化劑的應(yīng)用。由于Fe₇Ni₃納米材料的原料易得，制備成本相對(duì)較低，因此該催化劑相對(duì)于貴金屬催化劑來(lái)說(shuō)較便宜。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及Fe₇Ni₃納米材料的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

鐵鎳合金作為典型的合金軟磁性材料，兼具金屬單體的優(yōu)異磁性能，具有較高的飽和磁化率和較低的矯頑力，并顯示大的磁各向異性，目前普遍用于靈敏繼電器、磁屏蔽、電話(huà)和無(wú)線(xiàn)電變壓器、精密的交流和直流儀表、電流互感器中。其中，F(xiàn)e₇Ni₃具有相對(duì)高的穩(wěn)定性，納米結(jié)構(gòu)的Fe₇Ni₃由于其尺寸較小，有望應(yīng)用到更多領(lǐng)域，因此如何制備Fe₇Ni₃納米材料受到研究者的廣泛關(guān)注。

現(xiàn)有技術(shù)中，一般采用電沉積法制備Fe₇Ni₃納米材料。電沉積法制備Fe₇Ni₃納米材料時(shí)，一般采用碳鋼作為陰極，鎳板作為陽(yáng)極，鐵鹽和鎳鹽的混合溶液作為電解液。采用電沉積法制備得到的Fe₇Ni₃納米材料純度較高，但是該方法采用的設(shè)備較復(fù)雜，并且制備過(guò)程中需要消耗大量的電能，因而導(dǎo)致采用電沉積法制備Fe₇Ni₃納米材料成本較高。

近年來(lái)，隨著電子產(chǎn)品的不斷發(fā)展，對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備的要求日益提升。電池作為能量存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換的重要途徑之一，也遇到了前所未有的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的電池體系已經(jīng)不能滿(mǎn)足需要，而Li-O₂電池由于具有超高的能量密度和超高的容量受到學(xué)者的廣泛關(guān)注。Li-O₂電池采用金屬鋰作為負(fù)極，多孔氣體擴(kuò)散層作為正極，在放電過(guò)程中將鋰和氧氣的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽⑶以诔潆娺^(guò)程中通過(guò)分解鋰和氧氣的放電產(chǎn)物來(lái)存儲(chǔ)電能。目前Li-O₂電池主要有四大電池體系：1) 水體系；2)有機(jī)體系；3)有機(jī)-水混合體系；4)全固態(tài)體系。從安全和成本考慮，有機(jī)體系是其中最有價(jià)值的一類(lèi)電池體系。

雖然Li-O₂電池具有非常大的容量，但是其充放電過(guò)程動(dòng)力學(xué)緩慢，這不僅降低了電池體系的能量效率，同時(shí)也大大限制了電池的壽命。研究表明，在 Li-O₂電池的正極負(fù)載催化劑會(huì)顯著改善這一狀況，大大降低充放電過(guò)程中的過(guò)電勢(shì)，并改善其循環(huán)性能。目前正極催化劑主要為Pt、Ru、Pd、Ir等貴金屬，而這些催化劑價(jià)格比較昂貴。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例的第一目的在于提供一種Fe₇Ni₃納米材料的制備方法，以解決Fe₇Ni₃納米材料制備成本較高的問(wèn)題。具體技術(shù)方案如下：

一種Fe₇Ni₃納米材料的制備方法，所述方法包括：

將乙酰丙酮鐵、乙酰丙酮鎳加入到溶劑中分散，然后再加入礦化劑和十八胺，分散均勻后，在惰性氣體保護(hù)下加入水合肼，加熱至180℃～200℃，反應(yīng)1 小時(shí)～5小時(shí)，分離出反應(yīng)產(chǎn)物，洗滌并干燥所述反應(yīng)產(chǎn)物；