[发明专利]一种氧化铁、二硫化亚铁和硫复合材料的制备方法及应用

摘要

一种氧化铁、二硫化亚铁和硫复合材料的制备方法及应用，属于能源材料技术领域。所述方法步骤如下：（1）采用溶液法制备Fe‑金属有机骨架材料；（2）将干燥后的Fe‑金属有机骨架材料在空气中煅烧，获得氧化铁空心球；（3）将步骤（2）获得的氧化铁空心球与单质硫混合，在惰性气体‑还原性气体中，经过一定程序升温步骤，制备得到氧化铁和二硫化亚铁材料；（4）将步骤（3）制得材料与单质硫混合，加热至熔融并随后冷却到室温，得到氧化铁、二硫化亚铁和硫复合材料。本发明的优点是：使用的原料易得价格低廉，制备方法简单，过程清洁环保；此复合材料的多孔结构可以缓冲单质硫在充放电过程中的体积变化，从而改善电池性能。

主权项

一种氧化铁、二硫化亚铁和硫复合材料的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：步骤一：将1‑5 mmol FeSO4•7H2O加入到25‑100 mL甲醇中搅拌使其充分溶解，记为溶液1；将4‑20 mmol 2‑甲基咪唑和0.3‑1.5 g聚乙烯吡咯烷酮加入到25 mL甲醇中搅拌使其充分溶解，记为溶液2；将上述溶液1缓慢加入到溶液2中搅拌5‑20 min后静置24h，以8000‑10000r/min的转速离心5‑10 min收集沉淀，并用甲醇清洗5次，放入干燥箱中，在40‑100 ℃温度下干燥6‑48 h，即得到Fe‑金属有机骨架材料；步骤二：将步骤一中制备的Fe‑金属有机骨架材料置于管式炉中，在空气条件下，升温至400‑600℃，保温0.5‑3h，得到氧化铁空心球；步骤三：将步骤二中制备的氧化铁空心球与单质硫按照1:5的质量比置于管式炉中在氩氢混合气保护下加热升温，先以1℃/min升温到400℃，再以5℃/min升温到500℃，并在此温度下保温10min后自然降温，即得到氧化铁和二硫化亚铁材料；步骤四：将步骤三中制备的氧化铁和二硫化亚铁材料与单质硫按照1:1~20的质量比混合，放入管式炉中，在惰性气体保护下加热至150‑160℃熔融后冷却到室温，即得到氧化铁、二硫化亚铁和硫复合材料。