[发明专利]一种Co3O4/石墨烯纳米复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种Co3O4/石墨烯纳米复合材料的制备方法，属化学化工材料制备工艺技术领域。本发明的特征为先在表面活性剂的保护下采用简易的化学方法合成Co3O4纳米颗粒，再通过表面活性剂与氧化石墨烯之间的相互作用将氧化石墨烯均匀地吸附于Co3O4纳米颗粒的表面，再将氧化石墨烯还原即可形成均匀复合的Co3O4/石墨烯纳米复合材料。Co3O4纳米颗粒之间通过石墨烯实现良好导电性，提高了复合材料的电导率。复合材料中的Co3O4纳米颗粒的尺寸在50~100纳米，重量百分比为60%~95%。本发明不涉及对环境有害的材料，工艺简单易行，操作容易，且制备的Co3O4/石墨烯纳米复合材料比容量和电容较高、循环性能好，因此在锂离子电池和超级电容器领域有着很好的应用前景。

主权项

一种Co3O4/石墨烯纳米复合材料的制备方法，该方法的工艺步骤和条件如下：a．将钴盐氯化钴或硝酸钴溶于去离子水中，搅拌溶液至澄清，其浓度范围为0.01~0.04mol/L；b.将表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮加入到装有上述溶液的三口烧瓶中，室温下搅拌，超声30min，使之完全溶解并与钴盐均匀混合，其中钴盐与表面活性剂的重量比为1:2~1:6；c.取一定量的尿素溶于去离子水中，搅拌溶液至澄清，其浓度范围为0.05~0.3mol/L；d.将尿素溶液缓慢滴加到钴盐溶液中，超声混合均匀后置于90~95℃油浴中恒温3h，缓慢滴加100mL氧化石墨烯溶液，混合均匀，加入一定量的还原剂水合肼或硼氢化钠，升温到100℃后继续恒温4h，冷却至室温； e.将上述混合物分别用去离子水、丙酮洗涤后烘干；f.将干燥后的上述材料置于管式炉中，在N2保护下，600~650℃下热处理3~6h，冷却后再置于马弗炉高温处理，烧结温度为300~350℃，烧结时间为3~6h，即得到Co3O4/石墨烯纳米复合材料，复合材料中的Co3O4重量百分比为60%~95%。