[發明專利]分段溶劑熱反應制備混合相二氧化釩異質結的方法及應用

有效

• 申請號: 202110783462.5
• 申請日: 2021-07-12
• 公開（公告）號: CN113526551B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 丁軍偉;姬東方;古林青;柳文慶;方少明;吳詩德;王詩文;馮樸;賴智龍;曹小玉;張勇;韓莉鋒;郭東杰
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業大學
• 主分類號: C01G31/02
• 分類號: C01G31/02;H01M4/48;H01M10/36
• 代理公司: 鄭州宏海知識產權代理事務所(普通合伙) 41184
• 代理人: 李曉

1.一種分段溶劑熱反應制備混合相二氧化釩異質結的方法，其特征在于：該方法以草酸為還原劑，通過在不同溫度下與釩源的分段溶劑熱反應，得到具有不同組成和比例的混合相二氧化釩異質結；具體包括如下步驟：

（1）把釩源和草酸加入到反應溶劑中，室溫下進行充分攪拌，而后放入到聚四氟乙烯內襯的反應釜中；

（2）在不同溫度下進行分段溶劑熱反應，產物經過去離子水洗滌并干燥后得到混合相二氧化釩異質結；

所述步驟（2）中制備兩相混合二氧化釩異質結時，第一段反應的溫度區間為120℃~180℃，反應時間為6~12小時，升溫速率為5℃/min；而后讓反應體系自然冷卻到室溫，緊接著進行第二段反應；第二段反應的溫度區間為200℃~260℃，反應時間為6~12小時，升溫速率為10℃/min；

所述步驟（2）中制備三相混合二氧化釩異質結時，第一段反應的溫度區間為100℃~150℃，反應時間為1~5小時，升溫速率為3℃/min；而后讓反應體系自然冷卻到室溫，緊接著進行第二段反應；第二段反應的溫度區間為160℃~190℃，反應時間為4~8小時，升溫速率為5℃/min；而后讓反應體系再次自然冷卻到室溫，緊接著進行第三段反應；第三段反應的溫度區間為200℃~280℃，反應時間為8~24小時，升溫速率為10℃/min；

所述步驟（2）得到的混合相二氧化釩異質結包括B-M兩相混合二氧化釩異質結、B-R兩相混合二氧化釩異質結、M-R兩相混合二氧化釩異質結、B-D兩相混合二氧化釩異質結、B-A兩相混合二氧化釩異質結、B-M-R三相混合二氧化釩異質結。

2.根據權利要求1所述的分段溶劑熱反應制備混合相二氧化釩異質結的方法，其特征在于：所述釩源為五氧化二釩、偏釩酸銨、偏釩酸鈉、硫酸氧釩或氯化釩中的一種；反應溶劑為水、乙二醇或丙三醇中的一種或兩種。

3.根據權利要求1所述的分段溶劑熱反應制備混合相二氧化釩異質結的方法，其特征在于：所述步驟（1）中釩源與草酸的摩爾比為（1~20）:1，反應溶劑在反應釜中的填充率為60%~80%。

4.根據權利要求1所述的分段溶劑熱反應制備混合相二氧化釩異質結的方法，其特征在于：所述步驟（2）中的干燥為真空60℃干燥24小時。

5.根據權利要求1~4任一所述的方法制得的混合相二氧化釩異質結。

6.根據權利要求5所述的混合相二氧化釩異質結作為鋅離子電池正極材料的應用，其特征在于：所述混合相二氧化釩異質結作為鋅離子電池正極材料的比容量高于350 mAhg^-1。