一种氧化铁/石墨烯复合纳米材料的制备方法及其应用.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CN111128560A(43)申请公布日2020.05.08(21)申请号201911280665.1B82Y40/00(2011.01)(22)申请日2019.12.13(71)申请人蚌埠学院地址233030安徽省蚌埠市曹山路1866号(72)发明人吴中徐丹吕长鹏黄晓晨李良张丽园(74)专利代理机构昆明合众智信知识产权事务所53113代理人韦群(51)Int.Cl.H01G11/24(2013.01)H01G11/30(2013.01)H01G11/36(2013.01)H01G11/46(2013.01)B82Y30/00(2011.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称一种氧化铁/石墨烯复合纳米材料的制备方法及其应用(57)摘要本发明公开一种氧化铁/石墨烯复合纳米材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚乙烯吡咯烷酮和铁氰化钾加入到0.1M盐酸溶液中，充分搅拌并至反应完全，得到澄清的前驱体溶液；(2)将氧化石墨烯加入所得前驱体溶液中，充分混合，放入反应釜中，80℃反应24h，过滤得到蓝色固体，再用乙醇和重蒸水依次清洗3次，95℃真空干燥12h，即可得到铁氰化铁/氧化石墨烯复合材料；(3)将制出的铁氰化铁/石墨烯复合材料放入马弗炉中，200～600℃煅烧6h，得到氧化铁/石墨烯复合材料。本发明以普鲁士蓝类化合物铁氰化铁和氧化石墨烯为前驱体，通过加热分解制得氧化铁/石墨烯复合材料，自组装成纳米立方体结构，能适应电子和离子的快速传导。CN111128560ACN111128560A权利要求书1/1页1.一种氧化铁/石墨烯复合纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)铁氰化铁前驱体溶液的制备：将聚乙烯吡咯烷酮和铁氰化钾加入到0.1M盐酸溶液中，充分搅拌并至反应完全，得到澄清的前驱体溶液；(2)铁氰化铁/石墨烯复合材料的合成：将氧化石墨烯加入所得前驱体溶液中，充分混合，放入反应釜中，80℃反应24h，过滤得到蓝色固体，再用乙醇和重蒸水依次清洗3次，95℃真空干燥12h，即可得到铁氰化铁/氧化石墨烯复合材料；(3)氧化铁/石墨烯复合材料的合成：将制出的铁氰化铁/石墨烯复合材料放入马弗炉中，200～600℃煅烧6h，得到氧化铁/石墨烯复合材料。2.根据权利要求1所述一种氧化铁/石墨烯复合纳米材料的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮、铁氰化钾、盐酸溶液、氧化石墨烯比例为3.8g：1mmol：50mL：0.1g。3.如权利要求1～2任一项所述一种氧化铁/石墨烯复合纳米材料在超级电容器的电极材料中的应用。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述氧化铁/石墨烯复合纳米材料的比容量达264F/g。2CN111128560A说明书1/3页一种氧化铁/石墨烯复合纳米材料的制备方法及其应用技术领域[0001]本发明属于纳米功能材料技术领域，具体涉及一种氧化铁/石墨烯复合纳米材料的制备方法及其应用。背景技术[0002]氧化铁具有电化学窗口宽，多种价态变化等特点，是较为理想的赝电容材料，然而其有限的导电性影响电化学性能的发挥。目前，常用的改进方法是将氧化铁与导电性良好的碳材料如石墨烯和碳纳米管复合，利用氧化铁和石墨烯之间的物理或化学作用，得到氧化铁/石墨烯复合材料。该复合材料具有独特的纳米结构，有利于形成更多的电极/电解液的界面，有望改善超级电容器性能。因此，氧化铁和石墨烯复合纳米材料的合成已成为材料领域的研究热点之一。如申请号为CN201710031844.6的专利，公开一种石墨烯-氧化铁-石墨烯复合结构电池负极材料的制备方法；如申请号为CN201611071556.5的专利，公开一种氧化铁/石墨烯薄膜超级电容器电极材料的制备方法；如申请号为CN201611009344.4的专利，公开一种超级电容器3D氧化铁/石墨烯复合电极材料的制备方法。但关于立方体结构的氧化铁/石墨烯复合纳米材料及其合成仍是国内纳米材料领域的空白。发明内容[0003]针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种氧化铁/石墨烯复合纳米材料的制备方法及其应用。[0004]本发明的技术方案概述如下：[0005]一种氧化铁/石墨烯复合纳米材料的制备方法，包括以下步骤：[0006](1)铁氰化铁前驱体溶液的制备：将聚乙烯吡咯烷酮和铁氰化钾加入到0.1M盐酸溶液中，充分搅拌并至反应完全，得到澄清的前驱体溶液；[0007](2)铁氰化铁/石墨烯复合材料的合成：将氧化石墨烯加入所得前驱体溶液中，充分混合，放入反应釜中，80℃反应24h，过滤得到蓝色固体，再用乙醇和重蒸水依次清洗3次，95℃真空干燥12h，即可得到铁氰化铁/氧化石墨烯复合材料；[0008](3)氧化铁/石墨烯复合材料的