一种纳米锑/三氧化二锑异质结@石墨烯及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114142009A(43)申请公布日2022.03.04(21)申请号202111418945.1H01M4/62(2006.01)(22)申请日2021.11.26H01M10/0525(2010.01)B82Y30/00(2011.01)(71)申请人江苏师范大学B82Y40/00(2011.01)地址221116江苏省徐州市铜山区上海路101号(72)发明人李建伟贾楠钧王鑫古应敏刘鹏博周宣伊赵新生(74)专利代理机构徐州先卓知识产权代理事务所(普通合伙)32555代理人陈俊杰(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/38(2006.01)H01M4/48(2010.01)H01M4/583(2010.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种纳米锑/三氧化二锑异质结@石墨烯及其制备方法和应用(57)摘要一种纳米锑/三氧化二锑异质结@石墨烯及其制备方法和应用，属于纳米复合功能材料的应用领域，其制备工艺包括：先以酒石酸锑钾、稀盐酸、柠檬酸、氢氧化钠为原料混合搅拌得到均匀透明溶液；再对溶液进行除水干燥得到前躯体；最后将样品前躯体进行置于管式炉中，氮气下热处理，冲洗抽滤，烘干即得到纳米锑/氧化锑异质结@石墨烯材料。本发明制备的纳米锑/三氧化二锑异质结@石墨烯作为锂离子负极材料具有高比表面积、优秀力学和电学性能，且具有一定的阻燃性能，不仅能够很好抑制充放电材料过度膨胀，而且具有良好锂离子传导能力，表现出优秀储锂性能。本发明成本低、工艺简单、重复性好、安全性能高，适合在商业化中推广使用。CN114142009ACN114142009A权利要求书1/1页1.一种纳米锑/三氧化二锑异质结@石墨烯的制备方法，其特征在于，包括：(1)制备前驱体：将一定量的酒石酸锑钾、柠檬酸放入稀盐酸中，密封搅拌得均匀透明溶液，再将一定量的氢氧化钠粉末缓慢加入所得均匀透明溶液中，且持续搅拌，直到溶液均匀，对溶液进行除水干燥获得纳米锑/三氧化二锑异质结@石墨烯的前躯体；(2)制备纳米锑/三氧化二锑异质结@石墨烯：将获得的前驱体在保护气氛中以一定的升温速率升到高温度，保温一段时间后自然降温，洗涤，干燥得纳米锑/三氧化二锑异质结@石墨烯。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)包括：取一定量的纳米锑/三氧化二锑异质结@石墨烯的前躯体置于玻璃套管中，把玻璃套管放入管式炉中，在氮气的氛围下，以一定的升温速率升到高温度，保温相应的时间后自然降温，用去离子水和乙醇的混合溶液进行洗涤抽滤，真空烘干获得黑色的纳米锑/三氧化二锑异质结@石墨烯粉末。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的去离子水与乙醇体积比为1.5～0.75，抽滤的滤膜孔径大小为0.22～0.45μm，滤网为5000～10000目，滤网放置于滤膜在上层，抽滤的速度为0.2L/min抽滤时间为15～20min；真空烘干温度为60～80℃，保温时间为8‑12小时。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的稀盐酸，氯化氢的质量浓度为14％，酒石酸锑钾与稀盐酸质量比为0.04～0.08，柠檬酸与稀盐酸质量比为0.05～0.1，氢氧化钠与稀盐酸质量比为0.3～0.5。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中除水干燥的方式是加热60～80℃除水或低温冷冻后于真空下缓慢加热除水。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的套管直径2～3cm，长度5～8cm。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的纳米锑/三氧化二锑异质结@石墨烯的前躯体质量为1～1.5g；氮气流量为0.2～0.35Nm/h，且升温前通氮气25～35min。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的升温速率为5～8℃，在580～620℃下保温2～4小时，退温速率为5～10℃。9.由上述任一方法制备的纳米锑/三氧化二锑异质结@石墨烯。10.权利要求9中所述纳米锑/三氧化二锑异质结@石墨烯在制备电池中的应用。2CN114142009A说明书1/4页一种纳米锑/三氧化二锑异质结@石墨烯及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及纳米复合功能材料的应用领域，具体涉及一种纳米锑/三氧化二锑异质结@石墨烯的制备及其锂电池应用。背景技术[0002]随着科学技术进步和社会的快速发展，人类对能源的需求日益增长。对煤、石油等非再生化石资源的过度开采和应用导致全球范围内出现能源短缺与环境问题，严重威胁人类可持续发展。当前，大力开发和利用太阳能、风能、水能与地热能等清洁能源是缓解能源短缺与环境问题的重要举措。然而，清洁能源具有不连续特性