[發明專利]一種SnO2/石墨烯復合中空球的制備方法

有效

• 申請號: 201710043190.9
• 申請日: 2017-01-21
• 公開（公告）號: CN106745202B
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 宋驁天;汪遠昊
• 申請（專利權）人: 深圳孔雀科技開發有限公司
• 主分類號: C01G19/02
• 分類號: C01G19/02;C01B32/186
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產權事務所 53113
• 代理人: 張璽

本發明公開了一種SnO₂/石墨烯復合中空球的制備方法，所述的SnO₂/石墨烯復合中空球的制備方法是采用硬膜版水熱合成的方法與化學氣相沉積法兩步復合實現，是利用模板法有效控制復合中空球的尺寸及形貌。采用水熱合成的方式首次合成SnO₂/石墨烯復合中空球電極材料。本發明通過構建SnO₂/石墨烯復合中空球，極大的提升材料的接觸面積與吸附等性能。在充放電過程中，石墨烯機械韌性可以適應材料的體積膨脹和收縮，能夠保持電極的完整。在堿性條件下SnO₂/石墨烯復合中空球在泡沫鎳電極上的CV及充放電性質。SnO₂/石墨烯復合中空球的比電容量可達到43.30F·g^?1，具有極好的充放電行為。本發明使用的原料廉價，易于操作，并且設備簡單、易于工業化生產。

技術領域

本發明屬于電化學功能材料技術領域，具體涉及一種SnO₂/石墨烯復合中空球的制備方法。

背景技術

SnO₂作為典型的n-型半導體材料，對鋰離子電池充放電、太陽能存儲、氣敏材料、光電催化反應都有廣泛應用。根據其形貌、尺寸、晶型、物相的不同被應用于不同領域。SnO₂材料有著多樣的幾何形貌，球形、八面體、片狀、花型、帶型等等。在眾多形貌中，球形納米粒子結晶程度高有利于光電催化反應，在水溶液中膠體態更穩定，比表面積也高于其他形貌。所以SnO₂球形及衍生的中空、中空復合結構得到廣泛的關注。

石墨烯的每個碳原子均為sp²雜化，并貢獻剩余一個p軌道電子形成大π電子可以自由移動，賦予石墨烯優異的導電性能，其穩定的類芳香烴苯環結構具有超高的電子遷移率，遷移率可達2*10⁵cm²/(V·s),約為硅中電子遷移率的140倍，其中電導率可達10⁶S/m。超大的比表面積，優異的力學與熱學性能。面積為1m²的石墨烯層片可以承受4kg的質量。石墨烯可作為一種典型的二維增強相，在復合材料領域具有潛在的應用價值。

核殼微納米材料，種類多樣，選擇性大，可以把不同納米材料的優良性能疊加起來，起到雙重優化的效果。由此，納米核殼復合結構有著極為廣泛的應用前景。微納米核殼材料由于其微小的尺寸結合特定納米粒子的生物親和性能，在醫療生物工程中，作為藥物載體被廣泛關注，掀起了國內外研究的熱潮。在能源方面，核殼材料的可伸縮性，彈性，特殊的光電性能為可代替能源的發展帶來希望。核殼納米結構及中空結構相對實心粒子有著更好的催化活性，其高比表面積、低密度、低質量、價格低廉等優勢成為潛在的電池電極催化材料。

發明內容

本發明的目的在于提供一種SnO₂/石墨烯復合中空球的制備方法。

本發明的目的是這樣實現的，所述的SnO₂/石墨烯復合中空球的制備方法是采用硬膜版水熱合成的方法與化學氣相沉積法兩步復合實現，具體包括：

A、將高分子聚合微球超聲分散到溶液中，加入表面活性劑，再滴加Sn前驅體水溶液，于室溫下反應3～8h，離心分離，洗滌2～4次，干燥得到白色粉末 a，然后將白色粉末a進行煅燒得到灰白色粉末b；

B、準備碳源，將灰白色粉末b放入電爐的加熱區中央，密封反應室，通入惰性氣體，加熱反應室溫度至700～1000℃，保持惰性氣體流量為50～100ml/min，保溫60～240min，進行高溫預熱處理得到黑色粉末，即目標物SnO₂/石墨烯復合中空球。