[发明专利]一种纳米Fe2O3/rGO复合材料的制备方法以及应用

说明书

技术领域

本发明涉及纳米复合材料的制备领域，具体涉及一种纳米Fe₂O₃/rGO复合材料的制备方法以及应用。

背景技术

纳米Fe₂O₃作为一种重要的纳米材料，由于其具有独特的物理化学性质，如小尺寸效应、表面效应、界面效应等，使其在各个技术领域中都有广泛的应用。目前，纳米Fe₂O₃也可以作为锂电子电池的负极材料应用于二次电池当中，但是现有的制备方法所得的纳米Fe₂O₃在充放电时由于其导电率差，体积膨胀系数差，得到的锂离子电池往往效果不佳。

而石墨烯作为一种优良的材料与纳米Fe₂O₃复合能够解决现有技术的缺陷，而具有特定形貌的纳米Fe₂O₃嵌入至石墨烯至今未见报道。

 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供种纳米Fe₂O₃/rGO复合材料的制备方法。

本发明的另一个目的是提供上述制备方法所得的Fe₂O₃/rGO复合材料作为锂电池负极材料的应用。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

一种纳米Fe₂O₃/rGO复合材料的制备方法，包含以下步骤：

a）将FeSO₄·7H₂O溶解于水与甘油的混合液体中形成混合溶液A；

b）将氧化石墨分散于水中并超声分散，形成溶液B；

c）将溶液B加入至混合溶液A中，搅拌均匀后形成混合溶液C；

d）将所述混合溶液C放入高压反应釜中，将所述高压反应釜置于140~180℃的温度环境下反应8~12 小时后得到产物；

e）将产物分别用无水乙醇和水洗涤数次，放入60～100℃真空干燥箱中干燥数小时，得到所述纳米Fe₂O₃/rGO复合材料。

进一步的，所述步骤a）中的水与甘油的体积比为3.5~4:1。

进一步的，所述混合溶液A的浓度为0.035~0.045 mol/L。

进一步的，所述步骤b）中超声时间为1.5~3h。

进一步的，所述溶液B的浓度为1~1.5g/L。

所述制备方法所得的纳米Fe₂O₃/rGO复合材料作为锂电池负极材料的应用。

本发明具有如下有益效果：

（1）本发明提供的制备方法的原料廉价易得，成本低，合成工艺简单易实现，产品质量稳定且工艺重复性能好。

（2）本发明制备的纳米Fe₂O₃/rGO复合材料尺寸、形貌均一，并且Fe₂O₃纳米片均匀的嵌入至石墨烯中。

（3）本制备方法并不用使用任何表面活性剂，卤素离子等，不会对本发明所得的纳米Fe₂O₃/rGO复合材料引入任何杂质。

（4）本制备方法所得的纳米Fe₂O₃/rGO复合材料作为锂电池负极材料使用时充放电性能良好，即使在10C充放电1000周后容量依然高达429 mAh/g。

 

附图说明

图1为本发明的实施例1所制备的纳米Fe₂O₃/rGO复合材料的XRD图谱。

图2为本发明的实施例1所制备的纳米Fe₂O₃/rGO复合材料的SEM图。

图3为本发明的实施例1所制备的纳米Fe₂O₃/rGO复合材料的TEM图。

图4为本发明的实施例2所制备的纳米Fe₂O₃/rGO复合材料的SEM图。

图5为本发明的实施例5以纳米Fe₂O₃/rGO复合材料作为负极制备的锂电池不同倍率下的充放电图。