A preparation method of nitrogen-doped carbon composite transition metal carbodiimide material is described. Inorganic transition metal salts and organic compounds containing carbon and nitrogen are ground to form a mixture. The mass ratio of inorganic transition metal salts to organic compounds containing carbon and nitrogen in the mixture is 4:1_1:7; The mixture is kept at 140_200 C for 10_50m in argon atmosphere. In, then at 300 700 C for 30 min 4 h, the N-doped carbon composite transition metal carbodiimide material was obtained. The structure of the transition metal material prepared by the invention is compounded with the nitrogen-doped carbon material, which can significantly improve the conductivity and structural stability of the material during charging and discharging. The nitrogen-doped carbon composite transition metal carbodiimide material prepared by the invention has extremely high sodium ion storage performance, high charge-discharge capacity and excellent rate performance.
【技术实现步骤摘要】
一种氮掺杂碳复合过渡金属碳二亚胺的制备方法
本专利技术属于复合材料合成领域,具体涉及一种氮掺杂碳复合过渡金属碳二亚胺材料的制备方法。
技术介绍
由于锂离子电池具有能量密度高,使用寿命长,环境友好等优点,最近几年来成为了研究热点,并成功实现了商业化。但是锂资源在地球的储量相对较低,价格昂贵成为继续发展锂离子电池的一个瓶颈。因为迫切需要寻找一种储量丰富,性质类似的元素来取代锂元素。钠与锂为同一主族的元素,而且钠在地球的储量较高,并且分布广泛。因此近年来大量的科研工作者在钠离子电池的研究上投入了大量的精力,钠离子电池近年来也取得了迅速的发展。然而,钠元素与锂元素的半径相差较大,因此体积膨胀成为制约钠离子电池发展的一个主要因素。铁的氧化物具有高容量,低成本,来源广泛,无毒等优点,与现有的石墨电极相比,理论容量仅为372mAhg-1,具有显著的优势。过渡金属氮化物因其低而平的充放电电位平台、高度可逆的反应特性与容量大等特点,已引起科学工作者的广泛关注。过渡金属氮化物是一类引起广泛关注的负极材料。碳材料通常具有优良导电性和结构稳定性,因此其经常作为复合材料的组成之一为其他活性材料提供支持。若能在FeN材料的合成中与碳材料同步进行复合,则有望解决上述提出的问题。因此,如何在合成FeN材料的同时形成与其复合的碳材料是一个重要的研究内容。碳二亚胺过渡金属盐(MNCN,M为过渡金属)是一类具有高充放电容量潜力的钠离子电池负极材料,然而该材料由于合成制备条件要求极为苛刻,较难直接得到该材料,更难以得到该材料的复合结构,因而显著限制了该材料的应用。若能专利技术技术一步直接构筑高导 ...
【技术保护点】
1.一种氮掺杂碳复合过渡金属碳二亚胺材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:1)将无机过渡金属盐、含碳氮有机化合物研磨后得到混合物,混合物中无机过渡金属盐与含碳氮有机化合物的质量比为4:1‑1:7;2)将混合物在氩气气氛下,于140‑200℃下保温10‑50min,然后在300‑700℃下保温30min‑4h,得到氮掺杂碳复合过渡金属碳二亚胺材料。
【技术特征摘要】
1.一种氮掺杂碳复合过渡金属碳二亚胺材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:1)将无机过渡金属盐、含碳氮有机化合物研磨后得到混合物,混合物中无机过渡金属盐与含碳氮有机化合物的质量比为4:1-1:7;2)将混合物在氩气气氛下,于140-200℃下保温10-50min,然后在300-700℃下保温30min-4h,得到氮掺杂碳复合过渡金属碳二亚胺材料。2.根据权利要求1所述的一种氮掺杂碳复合过渡金属碳二亚胺材料的制备方法,其特征在于,无机过渡金属盐为铁盐、钴盐、镍盐或铜盐,其中,所述铁盐为柠檬酸铁、硝酸铁、氯化铁中的两种,钴盐为草酸钴、柠檬酸钴、硝酸钴中的两种,镍盐为甲酸镍、草酸镍、硝酸镍中的两种,铜盐为草酸铜、乙酸铜、硫酸铜中两种。3.根据权利要求1所述的一种氮掺杂碳复合过渡金属碳二亚胺材料的制备方法,其特征在于,含碳氮有机化合物为尿素、二缩脲、紫脲酸...
【专利技术属性】
技术研发人员:李嘉胤,王芳敏,齐慧,郭鹏辉,黄剑锋,郭玲,党欢,何枢薇,
申请(专利权)人:陕西科技大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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