二茂铁复合的碳基纳米材料及其制备方法与应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114628666A(43)申请公布日2022.06.14(21)申请号202210525385.8B82Y30/00(2011.01)(22)申请日2022.05.16B82Y40/00(2011.01)(71)申请人中国标准化研究院地址100191北京市海淀区知春路4号(72)发明人李晶蒙海兵王传芳侯韩芳王春艳赵佳琪韩冰(74)专利代理机构天津盛理知识产权代理有限公司12209专利代理师王利文(51)Int.Cl.H01M4/587(2010.01)H01M10/052(2010.01)C01B32/156(2017.01)C01B32/168(2017.01)C01B32/159(2017.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称二茂铁复合的碳基纳米材料及其制备方法与应用(57)摘要本发明涉及一种二茂铁复合的碳基纳米材料及其制备方法与应用，包括：将碳基纳米原料、二茂铁化合物、乙基甘氨酸按一定比例混合，在有机溶剂中加热反应一段时间，制备出碳基纳米材料复合物；对碳基纳米材料复合物进行分离，得到二茂铁复合的碳基纳米材料。本发明设计合理，其将二茂铁官能团复合到碳基纳米材料表面，所制得的二茂铁复合的碳基纳米材料结构稳定，二茂铁官能团和富勒烯或碳纳米管之间以共价键连接，化学稳定性较高，并且二茂铁复合的碳基纳米材料可用作锂电池负极材料，可提高锂电池的比容量和循环性能等，可广泛用于锂电池领域。CN114628666ACN114628666A权利要求书1/1页1.一种二茂铁复合的碳基纳米材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、将碳基纳米原料、二茂铁化合物、乙基甘氨酸按一定比例混合，在有机溶剂中加热反应一段时间，制备出碳基纳米材料复合物；步骤2、对步骤1制得的碳基纳米材料复合物进行分离，得到二茂铁复合的碳基纳米材料。2.根据权利要求1所述的二茂铁复合的碳基纳米材料的制备方法，其特征在于：所述碳基纳米原料为富勒烯或碳纳米管。3.根据权利要求2所述的二茂铁复合的碳基纳米材料的制备方法，其特征在于：所述富勒烯为或；所述碳纳米管为单壁碳管、双壁碳管或多壁碳管；所述二茂铁化合物为二茂铁甲醛或二茂铁乙醛。4.根据权利要求1至3任一项所述的二茂铁复合的碳基纳米材料的制备方法，其特征在于：所述碳基纳米原料、二茂铁化合物、乙基甘氨酸混合比例如下：当碳基纳米原料为富勒烯时，富勒烯、二茂铁化合物、乙基甘氨酸按摩尔比1:1:1混合，富勒烯在有机溶剂中的摩尔浓度在到之间；当碳基纳米原料为碳纳米管时，碳纳米管、二茂铁化合物、乙基甘氨酸按质量比1:20:10混合，碳纳米管在有机溶剂中的质量浓度在到之间。5.根据权利要求1至3任一项所述的二茂铁复合的碳基纳米材料的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯中的至少一种。6.根据权利要求1至3任一项所述的二茂铁复合的碳基纳米材料的制备方法，其特征在于：所述加热反应时的温度在100℃到150℃之间，加热反应时间为2小时到6小时。7.根据权利要求1至3任一项所述的二茂铁复合的碳基纳米材料的制备方法，其特征在于：所述分离方法包括柱色谱分离方法、高效液相色谱分离方法和离心分离方法；针对富勒烯基复合物采取色谱分离方法或高效液相色谱分离方法，针对碳纳米管基复合物采取离心分离方法。8.一种二茂铁复合的碳基纳米材料，其特征在于：采用权利要求1至权利要求7任一项所述制备方法制备得到的碳基纳米材料。9.一种二茂铁复合的碳基纳米材料作为锂电池负极材料的应用，其特征在于：将二茂铁复合的碳基纳米材料、导电碳黑、粘结剂进行混合、研磨，将得到的混合物涂于铜片上并烘干处理得到锂电池负极。10.根据权利要求9所述的一种二茂铁复合的碳基纳米材料作为锂电池负极材料的应用，其特征在于：所述二茂铁复合的碳基纳米材料、导电碳黑、粘结剂按质量比7：2：1比例混合。2CN114628666A说明书1/4页二茂铁复合的碳基纳米材料及其制备方法与应用技术领域[0001]本发明属于碳基纳米材料技术领域，尤其是一种二茂铁复合的碳基纳米材料及其制备方法与应用。背景技术[0002]碳基纳米材料包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯、碳量子点、石墨炔等几个大类，每个种类下面又囊括各种各样的精细结构。这些碳基纳米材料带来了丰富的物理、化学和生物学性质，已在多个领域取得应用。新型碳基纳米材料的研制依然是前沿科学的热点，其中一个重要途径是对材料进行修饰改性，修饰改性将有助于调控材料的轨道能级、氧化电子能力、溶解度、导电导热能力、电子迁移率等，进而表现出更好的性质并取得更好的应用。[0003]碳材料一直是锂电池负极的重要组成部分，例如炭黑和石墨。锂电池负极材料在锂电池中起储存和释放能量的作用，主要