[發明專利]一種氮摻雜碳包覆碲化鋅納米線的制備方法及其作為鈉離子電池負極材料的應用

有效

• 申請號: 201810360123.4
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108365211B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 張朝峰;邱立峰;李春曉;饒娟;陳東;丘德立
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/054;B82Y30/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

1.一種氮摻雜碳包覆碲化鋅納米線的制備方法，其特征在于：首先利用水熱法合成碲納米線，通過與硝酸銀溶液室溫攪拌轉化成碲化銀納米線，再利用離子交換反應與硝酸鋅溶液反應轉化成碲化鋅納米線，最后用鹽酸多巴胺包覆碲化鋅納米線，再經氬氣或者氮氣氛圍下高溫煅燒即獲得氮摻雜碳包覆碲化鋅納米線；包括如下步驟：

步驟1：將Na₂TeO₃和PVP粉末加入乙二醇中攪拌至完全溶解，然后依次加入丙酮、氨水、水合肼，裝入聚四氟乙烯內襯中，再放入不銹鋼高溫高壓反應釜中，加熱至180℃并保持4h；反應結束后冷卻至室溫，離心分離并用丙酮洗滌，得到純凈的Te納米線；

步驟2：將步驟1制得的Te納米線加入乙二醇中超聲攪拌至分散均勻，然后加入硝酸銀的乙二醇溶液，室溫攪拌反應1小時，反應結束后離心分離并用去離子水洗滌，得到Ag₂Te納米線；

步驟3：將步驟2制備的Ag₂Te納米線加入甲醇中超聲攪拌至分散均勻，然后加入硝酸鋅的甲醇溶液，加熱攪拌至60℃時加入TBP溶液，于60℃下反應至反應液的顏色由黑色完全轉化為磚紅色時反應結束，離心分離并用甲醇洗滌，得到純凈的ZnTe納米線；

步驟4：將步驟3制備的ZnTe納米線加入去離子水中超聲攪拌至分散均勻，然后加入鹽酸多巴胺，調節pH至8.25～8.75，室溫下攪拌反應10～14h，離心分離獲得PDA包覆ZnTe納米復合材料，真空干燥，然后在氬氣氛圍下煅燒，即可得到氮摻雜碳包覆碲化鋅納米線復合材料。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

步驟1中，乙二醇、丙酮、氨水和水合肼的體積比為36:30:7:3；反應體系中Na₂TeO₃的濃度為0.1mol/L，PVP的濃度為23.8g/L。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

步驟1中，反應溫度為180℃，反應時間為4h。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

步驟2中，Te納米線與硝酸銀的質量比為1:2。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

步驟2中，反應體系中Te納米線的濃度為1g/L，硝酸銀的濃度為2g/L。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

步驟3中，反應體系中Ag₂Te納米線的濃度為0.003mol/L，硝酸鋅的濃度為0.03mol/L，三丁基膦的濃度為0.2mol/L。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

步驟4中，ZnTe納米線與鹽酸多巴胺的質量比為3:1。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

步驟4中，煅燒溫度為600℃，升溫速率為2℃/min，煅燒時間為2h。

9.一種權利要求1制備的氮摻雜碳包覆碲化鋅納米線的應用，其特征在于：

所述氮摻雜碳包覆碲化鋅納米線作為鈉離子電池負極材料，提高材料的導電性與循環性能。