[發明專利]一種KNb3O8納米棒的制備方法

有效

• 申請號: 201710369619.3
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107204453B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 李星;孫陳
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: H01M4/48
• 分類號: H01M4/48;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 陳宙;于曉霞

本發明公開了一種KNb₃O₈納米棒的制備方法，本發明將一定量的草酸鈮，草酸和乙酸鉀溶于一定體積的N,N?二甲基甲酰胺中，然后緩慢加入適量的PVP(K?90,聚乙烯吡咯烷酮)，攪拌，得到乳白色的前驅體液；將上述乳白色的前驅體液在一定的電壓、流率及一定的相對濕度氛圍下進行靜電紡絲；然后將靜電紡絲產品進行燒結得到KNb₃O₈納米棒。電化學實驗證明本方法制備的KNb₃O₈納米棒作為鋰離子電池負極材料具有廣闊的應用前景。在整個制備過程中，操作簡單，原料成本低，設備投資少，適合批量生產。

技術領域

本發明屬于材料化學領域，具體涉及到一種KNb₃O₈納米棒的制備方法。

背景技術

相對于大塊材料而言，納米材料因自身結構的特殊性，在很多方面具有更為優異的性能，除此之外，納米材料還有很多大塊材料沒有的新性能。這些特性導致其在很多方面具有廣泛潛在應用。在所有維度的納米材料中，一維納米材料有在兩個維度都受限的特殊結構，導致其產生了很多新的物理化學特性，所以其具有非常多的其它維度的納米材料沒有的性能或者較它們來說更為優異的性能。

在鈮酸鉀類化合物中，KNbO₃應用最為廣泛。KNbO₃、K₄Nb₆O₁₇，K₂Nb₄O₁₁， K₂Nb₈O₂₁主要應用于壓電陶瓷、光波導器件、激光倍頻器、聲表面波傳感器、光通訊、光催化等領域。Longtu Li等人用靜電紡絲技術制備KNbO₃納米纖維，并研究了其光催化性能(RSCAdvances,2015,5,72410-72415)。2001年，Yuhao Lu首次將KNb₅O₁₃作為電極材料應用于鋰離子電池中，并探討了KNb₅O₁₃在充放電過程中可能的嵌鋰機制(Yuhao Lu等人，Chem.Mater.,2011,23,3210-3216)。 2015年Hideki Nakayama等人用固態反應法制備了層狀結構KNb₃O₈，并研究了其電化學性能(Journal Power Sources,2015,287,158-163)。2013年曹慧群等人通過研磨煅燒技術得到KNb₃O₈納米線(一種鈮酸鉀單晶納米線及其制備方法，公開號為CN103320847A)。KNb₃O₈作為電池材料相關性能還不夠理想，一維材料有利電子傳遞，有望改善材料的電化學性能。為了更好地提高KNb₃O₈材料的電化學性能，本發明采用靜電紡絲的方法制備出了KNb₃O₈一維納米纖維材料，通過燒結制備一種KNb₃O₈納米棒。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術，提供一種KNb₃O₈納米棒的制備方法。

本發明為解決上述技術問題所采取的技術方案為：一種KNb₃O₈納米棒的制備方法，所述制備方法以草酸鈮、草酸、乙酸鉀為主要原料，加入適量的高分子粘合劑，在高電壓條件下利用靜電紡絲技術，合成KNb₃O₈納米纖維，隨后在馬弗爐中進行燒結得到KNb₃O₈納米棒，具體包括以下步驟：