[发明专利]一种纳米硅@氮磷双掺杂碳复合材料及其制备方法在审
| 申请号： | 202110448041.7 | 申请日： | 2021-04-25 |
| 公开（公告）号： | CN113193194A | 公开（公告）日： | 2021-07-30 |
| 发明（设计）人： | 江国栋;董燕;秦圆;周晓伟;袁颂东 | 申请（专利权）人： | 湖北工业大学 |
| 主分类号： | H01M4/62 | 分类号： | H01M4/62;H01M4/38;H01M10/0525;B82Y30/00;B82Y40/00 |
| 代理公司： | 武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 42222 | 代理人： | 吴艳姣 |
| 地址： | 430068 湖*** | 国省代码： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 纳米 氮磷双 掺杂 复合材料 及其 制备 方法 | ||
1.一种纳米硅@氮磷双掺杂碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)纳米硅分散于水和乙醇的混合溶液中，正硅酸四乙酯在氨水的催化作用下发生水解缩聚反应合成Si@SiO2颗粒；
(2)将Si@SiO2颗粒分散于含苯胺的酸性溶液中，加入引发剂，引发苯胺在Si@SiO2上聚合，所得产物干燥后经高温煅烧形成Si@SiO2@NPC材料；
(3)Si@SiO2@NPC用氢氟酸刻蚀后形成蛋黄壳型结构Si@void@NPC。
2.根据权利要求1所述的一种纳米硅@氮磷双掺杂碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述正硅酸乙酯与纳米硅的质量比为1:1～12:1。
3.根据权利要求1所述的一种纳米硅@氮磷双掺杂碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)酸性溶液中的酸为植酸或植酸与质子酸的混合物，植酸的浓度为0.03～0.1mol/L。
4.根据权利要求1所述的一种纳米硅@氮磷双掺杂碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)苯胺浓度为0.1～0.2mol/L，苯胺用量为4～12mmol。
5.根据权利要求1所述的一种纳米硅@氮磷双掺杂碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中聚合条件为0～4℃下水浴超声0.4～2h。
6.根据权利要求1所述的一种纳米硅@氮磷双掺杂碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾，浓度为0.1～0.125mol/L。
7.根据权利要求1所述的一种纳米硅@氮磷双掺杂碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的干燥采用冷冻干燥。
8.根据权利要求1所述的一种纳米硅@氮磷双掺杂碳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中煅烧条件为氩气或氮气气氛下，升温速率为2～5℃/min，炭化温度600～900℃，炭化时间2～4h。
9.一种纳米硅@氮磷双掺杂碳复合材料，其特征在于，所述纳米硅@氮磷双掺杂碳复合材料为蛋黄壳型结构：Si@void@NPC，Si为内核，掺N和P的碳层NPC为外壳，Si内核和NPC外壳之间是一层空隙层，NPC外壳为微介孔结构。
10.一种纳米硅@氮磷双掺杂碳复合材料在制备锂离子电池负极材料方面的应用。
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