[发明专利]过渡金属锡化物/石墨烯复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种过渡金属锡化物/石墨烯复合材料，其特征在于，由纳米级过渡金属锡化物和石墨烯组成，过渡金属锡化物的通式为MSn₂或M₃Sn₂，其中M代表VIII族过渡金属元素。

2.根据权利要求1所述的过渡金属锡化物/石墨烯复合材料，其特征在于，所述的VIII族过渡金属元素为铁、钴、镍中的一种、两种或三种。

3.根据权利要求1所述的过渡金属锡化物/石墨烯复合材料，其特征在于，过渡金属锡化物为FeSn₂、Co_0.9Ni_0.1Sn₂、Ni₃Sn₂或Ni_0.4Fe_2.6Sn₂。

4.根据权利要求1所述的过渡金属锡化物/石墨烯复合材料，其特征在于，所述的复合材料中石墨烯的重量百分含量为0.5％～15％。

5.根据权利要求1所述的过渡金属锡化物/石墨烯复合材料，其特征在于，所述的纳米级过渡金属锡化物的颗粒直径为20纳米～50纳米。

6.根据权利要求1所述的过渡金属锡化物/石墨烯复合材料，其特征在于，所述的复合材料中纳米级过渡金属锡化物呈均匀分散。

7.根据权利要求1～6任一项所述的过渡金属锡化物/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将氧化石墨烯溶于去离子水或有机溶剂中，超声至完全分散，得到氧化石墨烯的均匀溶液；

2)以含VIII族过渡金属元素的化合物和含锡的化合物为原料，按照MSn₂或M₃Sn₂中VIII族过渡金属元素M与锡的化学计量比混合于去离子水或有机溶剂中，得到以MSn₂或M₃Sn₂计浓度为0.015mol/L～0.15mol/L的溶液；再将该溶液加入到步骤1)的氧化石墨烯的均匀溶液中，搅拌均匀后得到混合溶液；

3)在步骤2)的混合溶液中加入还原剂后于密封环境中在230℃～280℃反应26-60小时后冷却，收集固体产物，经去离子水和无水乙醇交替反复洗涤，干燥，得到过渡金属锡化物/石墨烯复合材料；

所述的氧化石墨烯的加入量为MSn₂或M₃Sn₂理论重量的1％～30％；

所述的还原剂的加入量由两部分核算，按以下方法确定：每摩尔MSn₂或M₃Sn₂加入6摩尔～18摩尔还原剂，每克氧化石墨烯再加入0.2摩尔～1摩尔还原剂。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述的含VIII族过渡金属元素的化合物和含锡的化合物均是氯化物、氧化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、草酸盐、醋酸盐或所述任意一种盐的水合物。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂是甲醇、乙二醇、丙酮、N，N-二甲基甲酰胺、吡啶、乙二胺、苯或甲苯；

所述的还原剂是碱金属的硼氢化物。

10.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的过渡金属锡化物/石墨烯复合材料在作为锂离子电池负极材料中的应用。