[发明专利]一种Na2‑2xFe1+xP2O7/碳复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种Na_2-2xFe_1+xP₂O₇/碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将碳源溶解于去离子水或醇溶液中；将铁源、磷源、钠源分别溶解于去离子水中，搅拌均匀，依次按照铁源、磷源、钠源的顺序滴入到溶解有碳源的溶液中，得到混合溶液；

(2)将所得混合溶液置于高压反应釜中，于100℃～300℃进行水热反应，冷却，固液分离，用无水乙醇洗涤至洗出液呈中性，干燥，所得固体产物即为Na_2-2xFe_1+xP₂O₇/碳复合材料的前驱体；

(3)将步骤(2)所得前驱体在惰性气氛保护下先在250～350℃烧结，再升温至500～700℃烧结，即得Na_2-2xFe_1+xP₂O₇/碳复合材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述钠源为碳酸钠、碳酸氢钠、乙酸钠、草酸钠、硝酸钠、硫酸钠、柠檬酸钠或硫代硫酸钠中的至少一种；所述铁源为硝酸铁、氯化铁、草酸亚铁、硫酸亚铁、硫酸铁、柠檬酸铁、柠檬酸铁铵、硫酸高铁铵或硫酸亚铁铵中的至少一种；所述磷源为磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸或焦磷酸中的至少一种；所述碳源为柠檬酸、抗坏血酸、葡萄糖、蔗糖、聚乙烯醇或聚乙二醇中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述钠源、铁源和磷源中钠元素、铁元素和磷元素的摩尔比为2～2.2:0.8～1.05:2。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳源的质量与Na_2-2xFe_1+xP₂O₇的质量比为0.05～0.2:1。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述醇溶液为甲醇水溶液、乙醇水溶液、乙二醇水溶液或丙三醇水溶液中的至少一种；醇溶液中醇与去离子水的体积比为1:0.5～2。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中水热反应的时间为5～36h。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述Na_2-2xFe_1+xP₂O₇/碳复合材料为表面包覆碳网层的Na_2-2xFe_1+xP₂O₇材料，其中x的范围为0～1。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述Na_2-2xFe_1+xP₂O₇/碳复合材料晶型为磷锰矿型，复合材料的粒径为10～500nm。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述碳网层的厚度为5～20nm。