一种五氧化二铌/碳双量子点纳米复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种五氧化二铌/碳双量子点纳米复合材料及其制备方法和应用。所述复合材料由五氧化二铌、碳双量子点构成，所述五氧化二铌量子点和碳量子点紧密结合在一起；所述碳量子点在复合材料中的质量分数为20～40％。所述五氧化二铌/碳双量子点颗粒之间存在空隙，比表面积较大。此结构不仅有利于电解液与活性物质的充分接触，而且还有效适应了材料在充放电过程中的体积膨胀，从而极大改善了其用作锂离子电池负极材料时的电化学性能。本发明专利技术，先采用水热法合成铌和碳量子点的前驱体，然后在氩气气氛下煅烧后即得到五氧化二铌/碳双量子点的纳米复合材料。该制备方法操作便易，反应条件可控，易于放大实验。

【技术实现步骤摘要】
一种五氧化二铌/碳双量子点纳米复合材料及其制备方法和应用
本专利技术属于锂离子电池负极材料制备
，尤其涉及一种五氧化二铌/碳双量子点纳米复合材料及其制备方法和在锂离子电池中的应用。
技术介绍
锂离子电池由于其能量密度高、循环寿命长、环境友好无污染等优点，已经被应用于越来越多的领域，如电动汽车、笔记本电脑、手机等。为了满足让锂离子电池更好的应用，其负极材料得到了广泛研究。其中过渡金属氧化物因其理论比容量高、储量丰富、制备工艺成熟等因素，受到极大关注。在过渡金属氧化物负极材料的研究中，钛酸锂(Li4Ti5O12)和氧化铌(Nb2O5)的研究是最多的，因为它们的氧化还原电位具有相当大的安全优势。而由于钛酸锂的理论比容量为140mAhg-1，五氧化二铌则相对表现出更高的理论比容量，因此Nb2O5得到了广泛的关注。但Nb2O5材料的导电性差，循环过程中结构易被破坏，造成材料的实际容量和循环稳定性都较差。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的第一个目的在于提供一种比表面积大、活性位点多、颗粒均匀的五氧化二铌/碳双量子点纳米复合材料。本专利技术的第二个目的在于提供一种五氧化二铌/碳双量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种五氧化二铌/碳双量子点纳米复合材料，其特征在于：所述复合材料由五氧化二铌、碳双量子点构成，所述五氧化二铌量子点和碳量子点紧密结合在一起；所述碳量子点在复合材料中的质量分数为20～40％。

【技术特征摘要】
1.一种五氧化二铌/碳双量子点纳米复合材料，其特征在于：所述复合材料由五氧化二铌、碳双量子点构成，所述五氧化二铌量子点和碳量子点紧密结合在一起；所述碳量子点在复合材料中的质量分数为20～40％。2.根据权利要求1所述的一种五氧化二铌/碳双量子点纳米复合材料，其特征在于：所述五氧化二铌量子点的直径为3～7nm，所述碳量子点的直径为4～8nm。3.制备如权利要求1～2所述一种五氧化二铌/碳双量子点的纳米复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：在含铌溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮，混合均匀获得混合液A；向混合液A中加入碳量子点溶液，混合均匀获得混合液B，向混合液B中加入醇类有机溶剂，混合均匀获得混合液C，对混合液C进行水热反应，反应完成后，分离获得水热产物，将水热产物置于保护气氛下煅烧，即得五氧化二铌/碳双量子点纳米复合材料；所述混合液A中，聚乙烯吡咯烷酮的质量分数为5～15wt％；所述碳量子点溶液中，碳量子点的浓度为0.6～3.6mol/L；所述碳量子点溶液与混合液A的体积比为1:1～10。4.根据权利要求3所述的一种五氧化二铌/碳双量子点纳米复合材料，其特征在于，所述含铌溶液中，铌元素的浓度为0.10～2mol/L；所述碳量子点溶液中，碳量子点的浓度为0.6～1.2mol/L；所述混合液A中，聚乙烯吡咯烷酮的质量分数为5～10wt％，所述碳量子点溶液与混合液A的体积比为1:1～5；所述聚乙烯吡咯烷酮选自平均分子量为48000、58000、1300000的聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种。5.根据权利要求4所述的一种五氧化二铌/碳双量...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘安强，林建德，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43