[發明專利]一種化學鍵增強的包埋單分散納米合金顆粒的銀耳狀多孔碳球及制備與應用

有效

• 申請號: 202110310113.1
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113130864B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 嚴玉蓉;黃楚云;吳松平;續安鼎;李桂蘭
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/583;H01M4/38;H01M10/054;B82Y30/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳智英

1.一種化學鍵增強的包埋單分散納米合金顆粒的銀耳狀多孔碳球的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

1）采用水將有機鉍鹽、有機銻鹽、水溶性碳源和氯化鉀配成溶液，獲得前驅體溶液；通過去除前驅體溶液中溶劑將前驅體溶液制成前驅體微球；所述有機鉍鹽為水溶性有機鉍鹽；有機銻鹽為水溶性有機銻鹽；

2）在保護性氛圍中，將前驅體微球進行煅燒，獲得包埋單分散鉍銻合金納米顆粒的前驅體碳球；

3）將前驅體碳球浸漬于水中，洗滌，干燥，獲得包埋單分散鉍銻合金納米顆粒的銀耳狀多孔碳球；

所述有機鉍鹽與有機銻鹽的摩爾比為1：(0.1~10)；所述有機鉍鹽、水溶性碳源和氯化鉀的質量比為1：（1~5）：（1~15）；

所述有機鉍鹽具體包括檸檬酸鉍鉀、枸櫞酸鉍鉀、枸櫞酸鉍鈉、枸櫞酸鉍、檸檬酸鉍銨、月桂酸鉍、酒石酸鉍鈉、酒石酸鉍鉀中一種以上；

有機銻鹽具體包括酒石酸銻鉀、酒石酸銻鈉、葡萄糖酸銻鈉、葡萄糖酸銻銨中一種以上；

所述水溶性碳源為檸檬酸銨、檸檬酸、蔗糖、葡萄糖、聚乙烯吡咯烷酮中一種以上；

步驟1）中所述通過去除前驅體溶液中溶劑將前驅體溶液制成前驅體微球是指通過噴霧干燥，將前驅體溶液制成前驅體微球；

步驟2）中所述煅燒的溫度為400~900℃，煅燒的時間為1~10h；步驟2）中所述保護性氛圍為氮氣或氬氣；

所述納米合金顆粒的化學式為BiSb_x, 且滿足0.1≤x≤10；所述納米合金顆粒BiSb_x包埋于銀耳狀多孔碳球的二維碳片中，所述納米合金顆粒BiSb_x的尺寸為6-10 nm，所述銀耳狀多孔碳球的尺寸為1-4 um，所述納米合金顆粒BiSb_x 與銀耳狀多孔碳球的碳基質間存在化學鍵M-O-C，M-O-C表示的是Bi-O-C和Sb-O-C。

2.根據權利要求1所述化學鍵增強的包埋單分散納米合金顆粒的銀耳狀多孔碳球的制備方法，其特征在于：所述噴霧干燥的條件：液體流速為1-10 mL/min，噴干溫度為100-240℃，氣流量為3-15 L/min。

3.根據權利要求1所述化學鍵增強的包埋單分散納米合金顆粒的銀耳狀多孔碳球的制備方法，其特征在于：

步驟3）中所述浸漬的時間為1~12h。

4.根據權利要求1所述化學鍵增強的包埋單分散納米合金顆粒的銀耳狀多孔碳球的制備方法，其特征在于：

所述有機銻鹽與水的質量體積比為（0.1~10）g：100mL；

步驟2）中升溫至煅燒的溫度，升溫的速率為1~5℃/min；

步驟3）中所述浸漬的時間為1~12h；步驟3）中所述洗滌的次數為3~6次，所述洗滌是指采用水洗滌；所述干燥的溫度為60~100℃，干燥的時間為5~12h。

5.一種由權利要求1~4任一項所述制備方法得到的化學鍵增強的包埋單分散納米合金顆粒的銀耳狀多孔碳球。

6.根據權利要求5所述化學鍵增強的包埋單分散納米合金顆粒的銀耳狀多孔碳球的應用，其特征在于：所述化學鍵增強的包埋單分散納米合金顆粒的銀耳狀多孔碳球用于鉀離子電池負極和/或鈉離子電池負極。