[發明專利]一種磷化銅納米管的制備方法

有效

• 申請號: 201910343016.5
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110085860B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 曹麗云;王勇;黃劍鋒;寇領江;李嘉胤
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M10/0525;H01M10/054;B01J27/14;B82Y40/00
• 代理公司: 西安眾和至成知識產權代理事務所(普通合伙) 61249
• 代理人: 張震國

一種磷化銅納米管的制備方法，向乙酸銅溶液中加入吡咯形成藍色絡合溶液A；將溶液A置于微波·紫外·超聲波三位一體合成反應儀的反應容器中，采用微波和紫外合成模式反應，反應結束后將產物用無水乙醇洗滌后于真空干燥箱中烘干得前驅體；將前驅體與次磷酸鈉分別置于長方形瓷舟的兩側，于管式爐中進行磷化反應，反應結束后冷卻至室溫得磷化銅納米管。由于本發明基于原位拓撲轉化，設備及儀器的要求更為簡單并且可以更有效地制備出結晶性較好、取向生長形貌單一，粒徑較小且分布均勻、純度高的納米管；工藝簡單、容易控制和操作，安全性和穩定性好，易實現工業化規模生產。其制備技術簡單，無需復雜設備，過程綠色環保。

技術領域

本發明涉及納米材料及電化學領域，具體涉及一種用于鋰離子電池、鈉離子電池負極材料以及電催化電極材料的磷化銅納米管的制備方法。

背景技術

鋰離子電池作為目前唯一大規模商業化應用的離子二次電池，在現代社會中發揮了巨大的作用。在眾多負極材料中，過渡金屬化合物通過轉換反應可提供遠大于石墨的比容量，是目前研究的重點。但轉換反應往往伴隨著較大的體積變化，以及遲滯的動力學效應。目前的研究表明，和氧化物以及硫化物相比，過渡金屬磷化物具有最小的極化強度，適宜作為鋰離子電池負極材料。其中磷化銅(Cu₃P)作為一種富金屬相磷化物，體積比容量高達2778Ah/L，是石墨電極的四倍。具有極大的應用前景。

目前制備磷化銅的方法有球磨法[Stan M C,RichardBhaskar A,etal.Cu₃P Binary Phosphide:Synthesis via a Wet Mechanochemical Method andElectrochemical Behavior as Negative Electrode Material for Lithium-IonBatteries[J].Advanced Energy Materials,2013,3(2):231-238.]。水熱法制備樹枝狀磷化銅[Liu S,Li S,Wang J,et al.Surfactant-assisted synthesis andelectrochemical performances of Cu3P dendrites[J].Materials ResearchBulletin,2012,47(11):3352-3356.]噴霧熱解法[Pfeiffer H,Tancret F,Bichat M P,etal.Air stable copper phosphide(Cu₃P):a possible negative electrode materialfor lithium batteries[J].Electrochemistry Communications,2004,6(3):263-267.]和電化學沉積法[Chandrasekar M S,Mitra S.Thin copper phosphide films asconversion anode for lithium-ion battery applications[J].Electrochimica Acta,2013,92(1):47–54.]制備磷化銅薄膜。但水熱法工藝復雜，需要特定設備。球磨法容易造成產物團聚，工藝條件難以控制，高溫固相法能耗高，且易造成顆粒異常長大，難以調控材料形貌。

發明內容

本發明的目的在于提供一種工藝簡單、容易控制和操作，安全性和穩定性好的制備磷化銅納米管的方法。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

1)向60ml濃度為0.1mol/L的乙酸銅溶液中加入50ul吡咯形成藍色絡合溶液A；

2)將溶液A置于微波·紫外·超聲波三位一體合成反應儀的反應容器中，采用微波和紫外合成模式，在100～150℃下反應 0.5～24h，反應結束后將產物用無水乙醇洗滌后于真空干燥箱中烘干得前驅體；