[发明专利]一种钒酸铜纳米带及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钒酸铜纳米带及其制备方法，属于能源材料技术领域。一种钒酸铜纳米带，由CuV₂O₆晶相构成，厚度为5~30 nm，宽度为100~400 nm，长度为2~90μm。是以铜源和NH₄VO₃为原料，通过水热合成法制备获得。本发明钒酸铜纳米材料是具有CuV₂O₆晶相的纳米带，制备过程不使用任何还原剂、表面活性剂及模板，产物纯净且质量稳定，生产成本低，制备方法安全、环保。

技术领域

本发明属于能源材料技术领域，具体涉及一种钒酸铜纳米带及其制备方法。

背景技术

钒是一个典型的多价态过渡金属元素，它可形成多种不同类型的钒氧基化合物，如VO，VO₂，V₂O₃，V₂O₅，LiVO₂，LiNiVO₄等。过渡金属钒酸盐，例如钒酸银，钒酸铋，钒酸镍，钒酸铜等，由于其独特的空间层状结构以及相对较小的分子量，在电学方面展现出优良的性能，得到了研究者的广泛关注。而对于其中的钒酸铜材料，由于铜的分子量较小且具有多步还原的特性，相比于以往的钒酸银，钒酸铜的能量密度更大，比容量更高；同时，铜的价格也更加便宜。因此，钒酸铜被认为是具有潜在应用前景的电池电极材料。

为了实现钒酸铜在电池电极材料上的应用，并进一步拓宽钒酸铜的应用领域，有必要进一步提高钒酸铜的理化特性，因此，本发明研发了一种制备具有特殊形貌的纳米钒酸铜材料的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种钒酸铜纳米带。

本发明的另一个目的是提供钒酸铜纳米带的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种钒酸铜纳米带，由CuV₂O₆晶相构成，厚度为5~30 nm，宽度为100~400 nm，长度为2~90 μm。

进一步地，上述钒酸铜纳米带的制备方法，是以铜源和NH₄VO₃为原料，通过水热合成法而制备的，步骤为：

1）称取一定量的铜源，配置成浓度为0.03~0.20mol/L的含铜源溶液；

2）称取一定量的NH₄VO₃，配置成NH₄VO₃溶液；

3）将NH₄VO₃溶液在不断搅拌下缓慢加入到含铜源溶液中，搅拌10~30 min,得到前驱体悬浮液；

4）将前驱体悬浮液转移至聚四氟乙烯反应釜中，在220~250 ℃的温度下，水热合成18~72 h，冷却至室温，收集反应产物；

5）对反应产物洗涤、干燥，即得钒酸铜纳米带。

更进一步地，所述的铜源为氯化铜、硝酸铜、硫酸铜或醋酸铜，其中优选为硝酸铜。

所述的步骤2）配制的NH₄VO₃溶液的浓度为含铜源溶液浓度的1.8~2.2倍。

所述的配置NH₄VO₃溶液的温度为60~90 ℃。

所述的干燥温度为60~120℃，干燥时间为10～24 h。