[發(fā)明專利]一種多孔V2

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011090391.2
• 申請(qǐng)日: 2020-10-13
• 公開（公告）號(hào): CN112158800A
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱冬祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江奚態(tài)生物科技有限公司
• 主分類號(hào): C01B3/00
• 分類號(hào): C01B3/00;C01B32/19;C01G23/00;C01G31/02;B82Y30/00
• 代理公司: 杭州研基專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33389
• 代理人: 謝東

本發(fā)明屬于儲(chǔ)氫材料領(lǐng)域，具體涉及一種多孔V₂O₃?ZnTiO₃/rGO復(fù)合儲(chǔ)氫材料及其制備方法。該制備方法的步驟包括：采用Hummers法制得氧化石墨烯，以醋酸鋅和鈦酸四丁酯為原料反應(yīng)煅燒制得ZnTiO₃；然后將氧化石墨烯、V₂O₃和ZnTiO₃混合后在反應(yīng)釜中還原得到多孔V₂O₃?ZnTiO₃/rGO復(fù)合儲(chǔ)氫材料。本發(fā)明所述鋰離子比容量大，無(wú)體積膨脹/收縮風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于儲(chǔ)氫材料領(lǐng)域，具體涉及一種多孔V₂O₃-ZnTiO₃/rGO復(fù)合儲(chǔ)氫材料及其制備方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池在能源轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)方面具有諸多優(yōu)勢(shì)，它具備高能量密度、可逆充電性、無(wú)記憶效應(yīng)、環(huán)保的優(yōu)勢(shì)。特別是近年來(lái)隨著新能源汽車的大力推廣，在電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車中高能量密度鋰離子電池作為理想動(dòng)力電源更是被人們廣泛認(rèn)可。而且鋰離子電池由于質(zhì)量輕、壽命長(zhǎng)，在筆記本電腦、智能手表、智能手機(jī)、遙控設(shè)備等便攜式電子設(shè)備領(lǐng)域也有極大的應(yīng)用。

負(fù)極是鋰離子電池的重要組成部分，在電池充放電過(guò)程中充當(dāng)著存儲(chǔ)活性鋰的角色，負(fù)極材料更是決定了電池的能量密度、循環(huán)壽命以及安全性；負(fù)極材料從純金屬鋰向碳材料或其他儲(chǔ)鋰插層類材料的變化導(dǎo)致了鋰電池到鋰離子電池的發(fā)展。現(xiàn)有商業(yè)化的鋰離子電池的負(fù)極材料多為石墨類材料，此類負(fù)極材料具有導(dǎo)電性好、循環(huán)穩(wěn)定性好和成本低等優(yōu)點(diǎn)。但是由于石墨類負(fù)極材料的比容量?jī)H有372mAh/g，決定了電池的能量密度和功率密度較低；在鋰離子插入/提取過(guò)程中石墨類負(fù)極材料會(huì)發(fā)生體積膨脹/收縮；而且石墨類負(fù)極材料的氧化還原反應(yīng)電位較低，易產(chǎn)生鋰枝晶進(jìn)而帶來(lái)安全問(wèn)題。因此找到一種具有更好的儲(chǔ)氫能力的負(fù)極材料。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有鋰離子電池負(fù)極的石墨類材料儲(chǔ)氫容量小、會(huì)發(fā)生體積膨脹/收縮的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種多孔V₂O₃-ZnTiO₃/rGO復(fù)合儲(chǔ)氫材料及其制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種多孔V₂O₃-ZnTiO₃/rGO復(fù)合儲(chǔ)氫材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：采用Hummers法制得氧化石墨烯；在冰浴條件下向適量的濃硫酸中先后添加一定量的硝酸鉀和石墨粉，攪拌20-30min后將適量的高錳酸鉀緩慢加入溶液中，添加完成后將溶液置于35-38℃的水浴溫度中快速攪拌2-3h，隨后向混合溶液中緩慢滴入適量去離子水并控制體系溫度在90-95℃繼續(xù)攪拌15-20min；然后室溫下向溶液中滴入適量的雙氧水至溶液呈亮黃色后抽濾，并用稀鹽酸多次洗滌后用去離子水離心洗滌至洗滌液呈中性，隨后把樣品置于50-60℃的真空烘箱中烘干得到氧化石墨烯。

步驟2：將適量醋酸鋅和鈦酸四丁酯加入乙二醇中，超聲15-20min得到混合溶液A；將聚乙烯吡咯烷酮(PVP)加入適量乙二醇中，超聲8-10min，然后在室溫?cái)嚢璧臈l件下緩慢滴入濃氨水溶液，滴加完成后繼續(xù)攪拌50-60min得到混合溶液B；向混合溶液A中滴加混合溶液B，滴加完成后超聲10-15min，并將超聲后溶液置于50-55℃的水浴中劇烈攪拌20-24h；攪拌結(jié)束后過(guò)濾得到前驅(qū)體，將前驅(qū)體用無(wú)水乙醇洗滌3次后置于650℃的馬弗爐中煅燒3h后得到一維棒狀多孔結(jié)構(gòu)的ZnTiO₃。