[發(fā)明專利]一種具有多孔八面體結(jié)構(gòu)的Fe2

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810504416.5
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108807882B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋永海;汪莉;李燕飛
• 申請（專利權(quán)）人: 江西師范大學(xué)
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 南昌華成聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 36126
• 代理人: 黃晶

本發(fā)明公開了一種使用三乙胺(TEA)燃燒的方法制備具有多孔八面體結(jié)構(gòu)的Fe₂O₃/Fe₃O₄@carbon/graphene(Fe₂O₃/Fe₃O₄@C/G)復(fù)合材料。采用一種金屬有機(jī)框架(Fe?MOF)為前驅(qū)體，將其均勻地負(fù)載在氧化石墨烯上，然后用TEA點(diǎn)燃，F(xiàn)e?MOF作為自犧牲模板生成Fe₂O₃/Fe₃O₄納米顆粒，而氧化石墨烯還原為石墨烯，從而得到Fe₂O₃/Fe₃O₄@C/G復(fù)合材料。該方法不同于以往常規(guī)報道過的通過管式氣氛爐煅燒的方式制備金屬氧化物和石墨烯復(fù)合材料的方法。該方法制得的Fe₂O₃/Fe₃O₄@C/G復(fù)合材料具有多孔的八面體結(jié)構(gòu)，且該方法制備過程簡單快速、有利于節(jié)約能源和時間，制備的多孔Fe₂O₃/Fe₃O₄@C/G復(fù)合材料具有較大的孔隙率和良好的導(dǎo)電性，作為鋰離子電池的負(fù)極材料顯示出較好的性能優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備具有多孔八面體結(jié)構(gòu)的Fe₂O₃/Fe₃O₄@C/G復(fù)合材料的方法，屬于材料化學(xué)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

過渡金屬氧化物由于具有高的理論容量而被廣泛地用作鋰離子電池的負(fù)極材料。但是，其在充放電過程中遭受大的體積膨脹和低導(dǎo)電性而限制了它的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決傳統(tǒng)金屬氧化物作為鋰離子電池負(fù)極材料時容量衰減過快的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于金屬有機(jī)框架而形成的多孔的八面體結(jié)構(gòu)的金屬氧化物復(fù)合材料的制備方法。

實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案：

本發(fā)明采用在以氧化石墨烯均勻的負(fù)載金屬有機(jī)骨架材料Fe-MOF為前驅(qū)體的基礎(chǔ)上通過獨(dú)特的三乙胺燃燒的方法制備了具有多孔八面體結(jié)構(gòu)的Fe₂O₃/Fe₃O₄@C/G復(fù)合材料。

一種Fe₂O₃/Fe₃O₄@C/G復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)通過改進(jìn)的Hummers法制備氧化石墨烯(GO)，將制得的氧化石墨烯置于N,N 二甲基甲酰胺(DMF)中，超聲一段時間；

(2)在上述的溶液中加入六水合氯化鐵，攪拌溶解，再加入對苯二甲酸，攪拌后在110～130℃條件下反應(yīng)3～5h；冷卻至室溫后，依次用N,N二甲基甲酰胺、三次水洗滌，真空干燥，得到前驅(qū)Fe-MOF/GO；

(3)取上述的Fe-MOF/GO，加入三乙胺(TEA)，點(diǎn)燃，待其完全燃燒后，干燥，最后獲得Fe₂O₃/Fe₃O₄@C/G復(fù)合材料。

優(yōu)選的，步驟(1)中，超聲的時間為30min。

優(yōu)選的，步驟(3)中，干燥在溫度為60℃下進(jìn)行。

通過上述處理方式，成功制備了具有多孔八面體結(jié)構(gòu)的Fe₂O₃/Fe₃O₄@C/G復(fù)合材料，八面體的尺寸約為800nm，呈現(xiàn)多孔的形式，有著較大的孔隙率。