[發明專利]一種金屬元素摻雜BiOF材料的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201810303986.8
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108502924B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 劉恩輝;周勇;韓秀莉;洪偉峰
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: C01G29/00
• 分類號: C01G29/00
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 冷玉萍

1.一種金屬元素摻雜BiOF材料的制備方法，其特征在于，所述的摻雜BiOF材料應用于堿性二次電池中，所述的摻雜BiOF材料由厚度為2~100nm納米片或納米顆粒構成，比表面積為3~300m²/g，所制備材料中摻雜金屬元素與鉍元素的摩爾比為(0.01~0.3):1；其制備方法包括如下步驟：

(1)將鉍酸鹽、摻雜源、還原劑、氟源、分散劑按1:(0.01~0.3):(0.25~2):(0.25~2):(0.001~0.3)的摩爾比為混合均勻，得到原料混合物；

(2) 將步驟(1)得到的原料混合物和磨球按1:(0.5~100)的質量比放入球磨罐中，在保護氣氛下球磨0.2h~20h；

(3) 將步驟(2)得到的球磨混合物置于高溫爐中在100~600℃下熱處理0.5~10h，將熱處理后的產物分別用蒸餾水和無水乙醇進行洗滌除雜，然后進行固液分離和干燥，即得金屬元素摻雜BiOF材料；

所述的還原劑為摻雜源金屬元素的還原態物質、金屬鉍粉、碳粉、亞硫酸鹽、甲醛、多聚甲醛、甲酸、還原糖、苯酚中的一種或兩種以上；

所述的氟源為氟化鈉、氟化鉀、氟化銨、氟化氫銨、氟化氫一種或兩種以上；

所述分散劑為十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、三乙醇胺、乙二醇、丙三醇、非離子型表面活性劑、糖類物質、可溶性淀粉中的一種或兩種以上。

2.根據權利要求1所述的金屬元素摻雜BiOF材料的制備方法，其特征在于，所述的鉍酸鹽為鉍酸鈉、鉍酸鋰、鉍酸鉀中的一種或兩種以上。

3.根據權利要求1所述的金屬元素摻雜BiOF材料的制備方法，其特征在于，摻雜源金屬元素為鐵、銅、鎳、鈷、鈦、錳、稀土中的一種或兩種以上，摻雜源為這些金屬元素的單質、氧化物、氫氧化物、草酸鹽、醋酸鹽、檸檬酸鹽、硝酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、鹵化物中的一種或兩種以上。

4.根據權利要求2所述的金屬元素摻雜BiOF材料的制備方法，其特征在于，所述的球磨過程中的保護氣氛為氮氣、氬氣、二氧化碳、空氣中的一種或兩種以上；球磨機的轉速為30~3000rpm。

5.根據權利要求2所述的金屬元素摻雜BiOF材料的制備方法，其特征在于，所述的球磨機選自市場上的各種機型；所述的磨球為瑪瑙球、剛玉球、氧化鋯球、瓷球、不銹鋼球中的一種或兩種以上。