[發明專利]一種鉬酸銅納米顆粒及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710175149.7
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN106904655B
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 張利鋒;賀文杰;劉毅;郭守武
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C01G39/00
• 分類號: C01G39/00;B82Y30/00;H01M4/58;H01M10/0525
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種鉬酸銅納米顆粒作為鋰離子電池負極材料的制備方法。以二水乙酸銅和四水鉬酸銨為原料，氫氧化鈉水溶液為溶劑，一步水熱合成鉬酸銅納米顆粒。該制備方法操作簡單，通過調節溶液環境可以顯著縮短反應時間，降低反應溫度，制備工藝成本較低，可用于工業化規模生產。采用本發明制備出的鉬酸銅納米顆粒，純度高，結晶度高，且作為鋰離子電池負極材料具有良好的電化學活性和循環性能，為鉬酸銅納米材料在儲能等領域的應用提供了一定的理論基礎和實踐經驗。

【技術領域】

本發明屬于無機納米材料及能源材料的交叉領域，涉及一種鉬酸銅納米顆粒及其制備方法和應用。

【背景技術】

金屬鉬酸鹽納米材料具有獨特的結構，電性能和催化性能，不僅在濕度感應、光學、熒光體、抑霉及抗菌領域獲得應用，而且在海水緩蝕、光催化降解廢水、電極材料、顏料和負熱膨脹材料等領域也有著潛在的應用。

銅基鉬酸鹽由于其特有的結構和物理化學性質，因此受到了人們的更多關注。如中國發明專利CN201110347508.5公開了利用微波反應制備輻射狀鉬酸銅微米球(Cu₃Mo₂O₉)，該方法反應時間較短，但使用了微波反應器，不利于產品低成本規模化的工業生產，且其產品尺寸較大(5μm～15μm)，不利于該類產品小尺寸效應及量子效應等特性的應用，因此該方法在尺寸控制及低成本制備等方面仍有技術提升空間。此外，中國發明專利CN201510096407.3公開了一種直徑約為20μm的微米球狀堿式鉬酸銅(Cu₃(OH)₂(MO₄)₂)的制備方法，且在制備過程中需要精確調節反應溶液的pH值，因此在銅基鉬酸鹽微納米材料的制備過程中，調控產品尺寸大小，優化合成工藝等方面仍具有一定的改進空間。

鉬酸銅(CuMoO₄)，是一種正鉬酸鹽。目前，相對于其他銅基鉬酸鹽，鉬酸銅并未有大范圍報道。現有鉬酸銅的制備方法也比較單一，主要有超聲合成、水熱等方法。如中國發明專利CN 201510096407.3公開了一種鉬酸銅納米棒復合電子封裝材料。該發明在反應溫度為120～180℃、保溫時長為12～36h條件下合成出鉬酸銅納米棒。本發明提供了一種具有高電化學活性鉬酸銅納米顆粒的制備方法，該方法通過用氫氧化鈉調節溶液環境，在反應溫度為120～160℃下反應3～5小時就可以得到高純相的鉬酸銅顆粒。制備出的鉬酸銅納米顆粒作為鋰離子電池負極材料，具有較高的比容量，良好的循環穩定性，此外，我國鉬儲量占世界首位，因此開發新型的鉬酸鹽納米材料，具有非常重要的意義。

【發明內容】

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種鉬酸銅納米顆粒及其制備方法和應用。通過調節溶液環境，縮短水熱反應時間，降低反應溫度，制備出形貌穩定，純度高，結晶度高的鉬酸銅納米顆粒，作為鋰離子電池負極材料具有優異的電化學活性，良好的循環穩定性。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種鉬酸銅納米顆粒的制備方法，包括以下步驟：

1)按照質量份數計，將1份的四水鉬酸銨和1～3份的二水乙酸銅溶于40mL、濃度為0.001～0.005mol/L的氫氧化鈉水溶液中，得到混合溶液A；

2)將混合溶液攪拌均勻后，轉移至反應釜中，密封并進行水熱反應，反應結束后，自然冷卻至室溫，得到產物B；

3)將產物B用去離子水和乙醇混合溶液離心洗滌之后，在60℃的溫度下干燥過夜，得到黃綠色鉬酸銅顆粒。

本發明進一步的改進在于：

步驟1)中，四水鉬酸銨和二水乙酸銅溶溶于40mL的氫氧化鈉水溶液中。

步驟2)中混合溶液A攪拌時間為10～15min。

步驟2)中反應釜的容積為50mL。