一种二硒化铁/蜂窝碳复合材料的制备方法及其应用技术

一种二硒化铁/蜂窝碳复合材料的制备方法及其应用,属于电化学储能转化技术领域。以聚乙烯吡咯烷酮和硝酸铁为前驱体，制得碳化铁纳米颗粒内嵌的蜂窝碳，然后将其硒化，得到二硒化铁/蜂窝碳复合材料。将聚乙烯吡咯烷酮与九水硝酸铁溶于去离子水，搅拌形成螯合物溶液；将螯合溶液鼓风干燥，经研磨后得到棕黄色混合物；将棕黄色混合物在惰性气氛下高温热解，得到碳化铁内嵌蜂窝碳中间产物；将中间产物放入管式炉内，用原位产生的硒化氢气体对其硒化，即得目标产物二硒化铁/蜂窝碳复合材料。二硒化铁/蜂窝碳复合材料具有三维开放的骨架结构，其上负载的二硒化铁具有独特的多室、薄壁纳米腔体结构，表现了高容量的储钠倍率性能及长循环稳定性。

Preparation and Application of Iron Diselenide/Honeycomb Carbon Composites

The invention relates to a preparation method and application of iron diselenide/honeycomb carbon composite material, belonging to the technical field of electrochemical energy storage and conversion. Honeycomb carbon embedded in iron carbide nanoparticles was prepared by using polyvinylpyrrolidone and iron nitrate as precursors, and then selenified to obtain iron diselenide/honeycomb carbon composites. Polyvinylpyrrolidone and ferric nitrate 9-hydrate were dissolved in deionized water and stirred to form chelate solution; the chelating solution was dried by blast and ground to obtain a brown-yellow mixture; the brown-yellow mixture was pyrolyzed at high temperature in inert atmosphere to obtain the intermediate product of iron carbide embedded in honeycomb carbon; the intermediate product was put into a tubular furnace and selenized by in situ hydrogen selenide gas, i.e. The target product, iron diselenide/honeycomb carbon composites, was obtained. Iron diselenide/honeycomb carbon composites have three-dimensional open skeleton structure. The iron diselenide loaded on them has a unique multi-chamber, thin-walled nano-cavity structure, which shows high capacity of sodium storage rate and long cycle stability.

【技术实现步骤摘要】
一种二硒化铁/蜂窝碳复合材料的制备方法及其应用
本专利技术涉及一种二硒化铁/蜂窝碳复合材料的制备方法及其应用，属于新材料制备、电化学储能转化

技术介绍
电动汽车的迅猛发展对锂离子电池的需求量大大增加，而地球上有限的锂资源已难以满足人们日益增长的需要。钠离子电池可利用丰富的钠资源，成本优势十分明显，是锂离子电池替代技术的最佳候选者之一。碳材料具有化学性质稳定、导电性好、机械性能优异以及制备可控等优势，在储能领域表现了广阔的应用前景。但用作钠离子电池负极材料时，电解液容易在其表面分解形成固体电解质中间相，导致电池首次库伦效率低下、比容量较低、循环性能差等问题。将碳材料与理论比容量较高的二硒化铁进行复合，通过合理调控二硒化铁与蜂窝碳界面结构，实现离子快速传输、电子迅速转移，以改善材料的电化学反应动力学，是提升碳纳米复合材料储钠性能的有效策略。二硒化铁与碳材料的复合方式主要是包覆或负载，常规的技术手段包括：采用水热或溶剂热法在石墨烯等碳纳米材料上原位生长负载二硒化铁（如专利CN201710680701.8；CN201210450743.X）；采用酚醛树脂、聚多巴胺、聚乙烯吡咯烷酮等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二硒化铁/蜂窝碳复合材料的制备方法，其特征是：包括如下步骤：（a）将聚乙烯吡咯烷酮和九水硝酸铁溶于去离子水，搅拌使其充分混合，得到二者螯合物黄色溶液，其中聚乙烯吡咯烷酮分子量在8000‑50000之间，九水硝酸铁与聚乙烯吡咯烷酮质量比为1：m，0.5≤ m ≤2.0；（b）将（a）中所得黄色溶液置于鼓风干燥箱中，在70‑100 oC下烘10‑15 h,得到干燥棕黄色混合物；（c）将（b）中所得棕黄色混合物放入管式炉，氮气或氩气保护下以2‑10 oC min‑1升温至600‑800 oC，保持0.5‑1.5 h，得到黑色蓬松的中间产物；（d）将（c）中所得中间产物与商业化硒粉按质量比1：...

【技术特征摘要】
1.一种二硒化铁/蜂窝碳复合材料的制备方法，其特征是：包括如下步骤：（a）将聚乙烯吡咯烷酮和九水硝酸铁溶于去离子水，搅拌使其充分混合，得到二者螯合物黄色溶液，其中聚乙烯吡咯烷酮分子量在8000-50000之间，九水硝酸铁与聚乙烯吡咯烷酮质量比为1：m，0.5≤m≤2.0；（b）将（a）中所得黄色溶液置于鼓风干燥箱中，在70-100oC下烘10-15h,得到干燥棕黄色混合物；（c）将（b）中所得棕黄色混合物放入管式炉，氮气或氩气保护下以2-10oCmin-1升温至600-800oC，保持0.5-1.5h，得到黑色蓬松的中间产物；（d）将（c）中所得中间产物与商业化硒粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宗彬，唐永超，董琰峰，邱介山，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21