一种LiFe(MoO)材料的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种Li2+xFe2‑x(MoO4)3材料的制备方法及其应用。该制备方法包括将含有锂源化合物、钼源化合物和三价铁源化合物的水溶液进行水热反应，并进行固液分离，得到Li2+xFe2‑x(MoO4)3，其中，0≤x≤1。本发明专利技术提供的制备方法制备的Li2+xFe2‑x(MoO4)3具有较高的首次放电比容量，是很有潜力的锂离子电池正极材料；另外，Li2+xFe2‑x(MoO4)3可显著降低机动车尾气中烟灰的氧化温度，也可作为良好的机动车尾气中烟灰的氧化催化剂材料。

Preparation and application of a LiFe (MoO) material

The invention discloses a Li2+xFe2 x (MoO4) method for preparing 3 materials and its application. The preparation method comprises water solution containing lithium source compound, molybdenum source compound and trivalent iron source compounds of hydrothermal reaction and solid-liquid separation, Li2+xFe2 x (MoO4) 3, among them, 0 = x = 1. Preparation method of Li2+xFe2 x preparation provided by the invention (MoO4) 3 has a higher initial discharge capacity, is a promising cathode material for lithium ion batteries; in addition, Li2+xFe2 x (MoO4) 3 can significantly reduce the oxidation temperature of soot in vehicle exhaust, but also can be used as catalysts for the oxidation of soot material for motor vehicle good in exhaust gas.

【技术实现步骤摘要】
一种LiFe(MoO)材料的制备方法及其应用
本专利技术涉及一种Li2+xFe2-x(MoO4)3材料的制备方法及其应用。
技术介绍
能源和环境问题是当今人类社会发展不可回避的严峻问题，它将直接影响人类社会的经济发展和人类自身的健康。因此，探索新型能源产生、输运、转化和储存技术刻不容缓。作为能源转化与储存的重要方式——化学电源，已得到了广泛应用，而锂离子电池具有高工作电压、高比能量、高比功率、长循环寿命、低自放电、无记忆效应等优点被广泛的应用。近年来，随着清洁能源以及电动汽车的迅猛发展，对储能型和动力型锂离子电池的需求迅速增长，而正极材料是制约锂离子电池发展的关键因素。因此，发展具有较高的首次放电比容量的新型高性能锂离子电池正极材料迫在眉睫。随着人们生活水平的提高，越来越多的机动车进入家庭，机动车尾气是污染环境的主要问题。尾气中绝大部分就是烟灰，烟灰对人类的健康影响极大。因此，尾气在排入大气之前需要进行氧化处理，而直接进行氧化处理所需温度很高(约为600℃)，因此需要开发新型催化剂材料以降低氧化处理的温度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可作为锂离子电池正极材料和机动车尾气中烟灰的氧化催化剂材料的Li2+xFe2-x(MoO4)3的制备方法及其应用。本专利技术提供一种Li2+xFe2-x(MoO4)3材料的制备方法，其中，该制备方法包括将含有锂源化合物、钼源化合物和三价铁源化合物的水溶液进行水热反应，并进行固液分离，得到Li2+xFe2-x(MoO4)3，其中，0≤x≤1。本专利技术还提供根据上述制备方法制备的Li2+xFe2-x(MoO4)3作为锂离子电池正极材料的应用。采用本专利技术提供的方法制备的Li2+xFe2-x(MoO4)3应用于锂离子电池中显示出具有较高的首次放电比容量(约为230mAh/g)，是很有潜力的锂离子电池正极材料；另外，Li2+xFe2-x(MoO4)3可显著降低机动车尾气中烟灰的氧化温度(降至约为400℃)，因此，Li2+xFe2-x(MoO4)3也可作为良好的机动车尾气中烟灰的氧化催化剂材料。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为实施例1中制备的Li2+xFe2-x(MoO4)3材料的SEM照片；图2为实施例1中制备的Li2+xFe2-x(MoO4)3材料的XRD图；图3为实施例1中制备的Li2+xFe2-x(MoO4)3作为正极材料组装的锂离子电池的充放电曲线图；图4为实施例1中制备的Li2+xFe2-x(MoO4)3材料催化烟灰氧化的TG曲线图；图5为实施例2中制备的Li2+xFe2-x(MoO4)3材料的SEM照片；图6为实施例3中制备的Li2+xFe2-x(MoO4)3材料的SEM照片；图7为实施例4中制备的Li2+xFe2-x(MoO4)3材料的SEM照片；图8为实施例5中制备的Li2+xFe2-x(MoO4)3材料的SEM照片；图9-1至9-3为实施例1-5中制备的Li2+xFe2-x(MoO4)3材料的点阵参数图；图10为实施例1-5中制备的Li2+xFe2-x(MoO4)3材料中Fe2+和Fe3+的含量关系图。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供一种Li2+xFe2-x(MoO4)3材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括将含有锂源化合物、钼源化合物和三价铁源化合物的水溶液进行水热反应，并进行固液分离，得到Li2+xFe2-x(MoO4)3，其中，0≤x≤1。根据本专利技术提供的制备方法，所述水溶液中锂源化合物、钼源化合物和三价铁源化合物为制备Li2+xFe2-x(MoO4)3的原料，其含量范围较宽，只要能够形成水溶液即可，优选情况下，以锂元素计，所述锂源化合物与以铁元素计，所述三价铁源化合物的摩尔比为3-12:1，优选为5-10:1；以钼元素计，所述钼源化合物与以铁元素计，所述三价铁源化合物的摩尔比为2-4:1，优选为3:1；以铁元素计，所述水溶液中三价铁源化合物浓度为0.08-0.95mol/L。根据本专利技术提供的制备方法，所述水溶液中锂源化合物的种类选择范围较宽，优选情况下，所述锂源化合物选自醋酸锂、硝酸锂和氢氧化锂中的一种或多种。根据本专利技术提供的制备方法，所述水溶液中钼源化合物的种类选择范围较宽，优选情况下，所述钼源化合物为四水钼酸铵和/或七水钼酸铵。根据本专利技术提供的制备方法，所述水溶液中三价铁源化合物的种类选择范围较宽，优选情况下，所述三价铁源化合物为硝酸铁和/或氯化铁。根据本专利技术提供的制备方法，所述水溶液中还可以含有水溶性醇化合物。所述水溶性醇化合物能够起到表面活性剂的作用，并在产物形成过程中影响产物晶体的生长，利于产物的形貌和尺寸的控制。所述水溶性醇化合物的含量可以根据所需制备的产物的形貌和尺寸来进行调节，优选情况下，水溶液中的水与水溶性醇化合物体积比为0.01-0.5:1，优选为0.1-0.2:1。所述水溶性醇化合物可以选自二甘醇、四甘醇和聚乙二醇中的一种或多种。根据本专利技术提供的制备方法，所述水溶液中还可以含有还原剂。所述还原剂可以在制备过程中使得三价铁还原成二价铁，也就是说，可以通过调节还原剂的用量来控制产物中三价铁和二价铁的比例，产物中三价铁和二价铁的比例不同也会对产物最终的形貌尺寸产生影响。优选情况下，所述还原剂与所述三价铁源化合物的摩尔比为0.1-1:1。所述还原剂可以选自抗坏血酸、乳酸、琥珀酸和柠檬酸中的一种或多种。根据本专利技术提供的制备方法，本专利技术中，所述水热反应的条件优选为：反应在密闭条件下进行，温度为120-200℃，优选为150-180℃，时间为3-50小时，优选为8-24小时。专利技术人发现，根据本专利技术提供的制备方法制备的Li2+xFe2-x(MoO4)3具有较高的首次放电比容量(约为230mAh/g)，可以作为良好的锂离子电池正极材料。专利技术人还发现，根据本专利技术提供的制备方法制备的Li2+xFe2-x(MoO4)3可显著降低机动车尾气中烟灰的氧化温度。机动车尾气中烟灰的主要成分为C，其氧化温度约为600℃，而将本专利技术制备方法制备的Li2+xFe2-x(MoO4)3与烟灰混合后，可使得烟灰的氧化温度降至约为400℃。以上详细描述了本专利技术的优选实施方式，但是，本专利技术并不限于上述实施方式中的具体细节，在本专利技术的技术构思范围内，可以对本专利技术的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本专利技术的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本专利技术对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本专利技术的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本专利技术的思想，其同样应当视为本专利技术所公开的内容。以下将通过实施例对本专利技术进行详细描述。实施例中钼酸铵、醋酸锂购自天津市津科精细化工研究所，氢氧化锂、抗坏血酸、二甘醇购自西陇化工股份有限公司，硝酸铁购自北京益利精细化学品有限公本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Li2+xFe2‑x(MoO4)3材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括将含有锂源化合物、钼源化合物和三价铁源化合物的水溶液进行水热反应，并进行固液分离，得到Li2+xFe2‑x(MoO4)3，其中，0≤x≤1。

【技术特征摘要】
1.一种Li2+xFe2-x(MoO4)3材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括将含有锂源化合物、钼源化合物和三价铁源化合物的水溶液进行水热反应，并进行固液分离，得到Li2+xFe2-x(MoO4)3，其中，0≤x≤1。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，以锂元素计，所述锂源化合物与以铁元素计，所述三价铁源化合物的摩尔比为3-12:1,以钼元素计，所述钼源化合物与以铁元素计，所述三价铁源化合物的摩尔比为2-4:1,以铁元素计，所述水溶液中三价铁源化合物浓度为0.08-0.95mol/L。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述锂源化合物选自醋酸锂、硝酸锂和氢氧化锂中的一种或多种。4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述钼源化合物为四水钼酸铵和/或七水钼酸铵。5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述三价铁源化合物为硝酸铁和/或氯化铁，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡雪林，
申请(专利权)人：桐城市宇洁机动车尾气检测有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34