[發明專利]一種多孔納米V2O5的制備方法

在審

• 申請號: 201910291129.5
• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN110002498A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 齊齊;吳敏;孫岳明;周建成;代云茜;李乃旭
• 申請（專利權）人: 南京中微納米功能材料研究院有限公司;東南大學
• 主分類號: C01G31/02
• 分類號: C01G31/02;H01M4/48;B82Y30/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 盧倩

本發明屬于新能源制備材料領域，特別涉及一種多孔納米V₂O₅的制備方法，該方法按照偏釩酸鹽、銨鹽與去離子水混合之后，攪拌溶解，并將酸與之混合得到酸溶液；先后加入表面活性劑和醇，繼續攪拌直至均勻混合；將上述混合物與去離子水混合后，經超聲分散，再加入有機溶劑和可升華的化合物模板，通過水?有機溶劑混合溶劑熱法反應，產物經蒸餾除去混合溶劑后，再經焙燒、冷卻、過濾、干燥、研磨后，即得到多孔納米V₂O₅粉末；本發明采用升華物為模板可制備結構可控、孔道無坍塌、表面無缺陷、模板無殘留和比表面積大的多孔納米V₂O₅電極材料；所制得的多孔納米V₂O₅，在可直接用于鈉電池正極材料，也可通過復合制得活性更高的正極材料。

技術領域

本發明屬于新能源制備材料領域，特別涉及一種多孔納米V₂O₅的制備方法。

背景技術

電極材料是一類儲存新能源必備的納米材料。V₂O₅作為一種電極材料，存在V⁺²、V⁺³、V⁺⁴、V⁺⁵等價態，使得V₂O₅具有多種氧化還原性質，具有穩定性好、難溶、環境友好、帶隙窄、資源豐富和應用成本低等特點，尤其是與其它半導體復合時，可有效提高電化學活性，是應用前景看好的正極材料之一。

材料的結構與性能密切相關，結構決定性能，材料結構的可控制備是新能源制備材料領域的熱點研究方向，是制備高性能材料的重要手段。目前關于納米材料可控制備方法的研究報道很多。自1987年Penner等人提出了納米材料的模板合成方法以來，模板法因具有工藝簡單、操作方便、能耗低等優點，受到了廣泛的關注。通過改變模板的直徑和其它工藝參數可以獲得形狀和大小可控的納米材料。目前已經用于納米晶、納米線、納米管和納米薄膜等材料的制備，在納米材料制備領域具有重要的地位，成為制備高性能納米材料的重要手段。

V₂O₅納米化和多孔化是提高V₂O₅電化學性能的方法之一。制備多孔納米V₂O₅可采用模板法，模板主要有微乳液模板、乳液模板、離子型表面活性劑模板、非離子型表面活性劑模板、嵌段共聚物模板、組合物模板(如聚氧乙烯十二烷基醚和聚乙二醇)和單分散聚合物顆粒模板等。通過溶膠凝膠反應，V₂O₅溶膠與模板作用形成骨架結構，然后采取溶劑萃取法或高溫焙燒法除去模板，從而得到與模板尺寸相當的孔穴。但是，使用上述傳統的模板制備多孔納米V₂O₅時，無論是采用焙燒法還是萃取法除去模板后可能會發生變形或者坍塌。焙燒法除去模板時，由于要除盡模板的溫度高，會造成孔道的坍塌，使制成的多孔納米V₂O₅表面缺陷太多，成為電子-空穴的復合中心，降低電化學性能。萃取法則難以徹底除盡模板，使得多孔納米V₂O₅的純度降低，導致電化學性能下降。因此，如何制備孔道無坍塌、表面無缺陷、模板無殘留和高比表面積的多孔納米V₂O₅電極材料是一個重要課題。

目前，關于以可升華的化合物為模板制備多孔納米V₂O₅電極材料的方法尚未見文獻報道，為多孔納米V₂O₅的制備開辟了一條新途徑，具有重要的實際意義。

發明內容

本發明解決現有技術中存在的上述技術問題，提供一種多孔納米V₂O₅的制備方法。

為解決上述問題，本發明的技術方案如下：