[發(fā)明專利]黑磷-碳布復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711308741.6
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN108103770B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發(fā)明（設計）人: 嚴清峰;張子明;庫哈姆
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: D06M11/69
• 分類號: D06M11/69;C25B1/04;C25B11/12;D06M101/40
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉淼;嚴政

1.一種黑磷-碳布復合材料，其特征在于，所述復合材料包括碳布和碳布的碳纖維表面生長的黑磷；

其中，以所述復合材料的總重量為基準，所述復合材料中黑磷的含量為20-80重量％。

2.根據(jù)權利要求1所述的黑磷-碳布復合材料，其中，以所述復合材料的總重量為基準，所述復合材料中黑磷的含量為40-60重量％。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的黑磷-碳布復合材料，其中，所述黑磷的粒度為100-10000nm。

4.根據(jù)權利要求3所述的黑磷-碳布復合材料，其中，所述黑磷的粒度為100-500nm。

5.一種黑磷-碳布復合材料的制備方法，其特征在于，該方法包括：在設置有相互連通的第一區(qū)域和第二區(qū)域的反應體系中，其中，碳布放置于第二區(qū)域，紅磷、金屬錫和碘單質(zhì)放置于第一區(qū)域；在真空條件下，將所述反應體系的第一區(qū)域進行升溫處理以使得紅磷、金屬錫和碘單質(zhì)進行接觸反應，以便在第二區(qū)域的碳布的碳纖維表面生長黑磷；

所述升溫處理將使得第一區(qū)域的溫度升至500-700℃。

6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，所述升溫處理將使得第一區(qū)域的溫度升至550-650℃。

7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，所述升溫處理的升溫速率為100-600℃/h。

8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中，所述升溫處理的升溫速率為150-450℃/h。

9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中，所述升溫處理的升溫速率為250-350℃/h。

10.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，所述升溫處理后，將所述第一區(qū)域保溫1-5h。

11.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中，所述升溫處理后，將所述第一區(qū)域保溫1-2h。

12.根據(jù)權利要求5-11中任意一項所述的方法，其中，所述反應體系配置為所述升溫處理后，使得第一區(qū)域的溫度比第二區(qū)域的溫度高50-200℃。

13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中，所述反應體系配置為所述升溫處理后，使得第一區(qū)域的溫度比第二區(qū)域的溫度高100-150℃。

14.根據(jù)權利要求5-11和13中任意一項所述的方法，其中，所述紅磷、金屬錫和碘單質(zhì)的重量比為100：1-20：1-20。

15.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中，所述紅磷、金屬錫和碘單質(zhì)的重量比為100：2-10：2-10。

16.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中，所述紅磷、金屬錫和碘單質(zhì)的重量比為100：4-8：4-8。

17.根據(jù)權利要求5-11、13和15-16中任意一項所述的方法，其中，該方法還包括所述接觸反應后將反應體系的溫度降至室溫，而后將接觸反應的產(chǎn)物進行洗滌并干燥；其中，該洗滌包括先進行酸洗，而后用有機溶劑進行清洗。

18.由權利要求5-17中任意一項所述的方法制得的黑磷-碳布復合材料。

19.權利要求1-4和18中任意一項所述的黑磷-碳布復合材料在電化學領域中的應用。