一种多孔FeS2@Fe7S8/石墨烯三维致密宏观体的制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及复合材料技术领域，为解决传统电极材料体积容量低的问题，提供了一种多孔FeS2@Fe7S8/石墨烯三维致密宏观体的制备方法及应用，制备方法包括以下步骤：(1)制备氧化石墨烯/Fe‑MOF复合凝胶；(2)干燥处理，制备氧化石墨烯/Fe‑MOF三维致密宏观体；(3)煅烧、硫化处理，得多孔FeS2@Fe7S8/石墨烯三维致密宏观体。本发明专利技术制备工艺操作简单、条件温和、所用试剂来源广泛，对设备无特殊要求，能够批量化或工业化生产；制备的多孔FeS2@Fe7S8/石墨烯三维致密宏观体机械性能好，同时具有高密度、高体积容量及高体积能量密度的特性，可广泛应用于能源、环境或柔性器件等领域。

Preparation and Application of a Porous FeS2@Fe7S8/Graphene Three-dimensional Dense Macroscope

The invention relates to the technical field of composite materials. In order to solve the problem of low volume capacity of traditional electrode materials, a preparation method and application of porous FeS2@Fe7S8/ graphene three-dimensional dense macroscopical body are provided. The preparation method comprises the following steps: (1) preparation of graphene oxide /Fe (MOF) composite gel; (2) drying treatment to prepare three-dimensional dense macromolecule of graphene oxide /Fe (MOF); (3) calcining Porous FeS2@Fe7S8/graphene three-dimensional dense macrostructure was obtained by vulcanization treatment. The preparation process of the present invention is simple in operation, mild in conditions, wide in reagent sources, has no special requirements for equipment, and can be mass-produced or industrialized; the prepared porous FeS2@Fe7S8/graphene three-dimensional compact macro-body has good mechanical properties, and has the characteristics of high density, high volume capacity and high volume energy density, and can be widely used in the fields of energy, environment or flexible devices.

【技术实现步骤摘要】
一种多孔FeS2@Fe7S8/石墨烯三维致密宏观体的制备方法及应用
本专利技术涉及复合材料
，尤其涉及一种FeS2@Fe7S8/石墨烯三维致密宏观体的制备方法及应用。
技术介绍
随着化石燃料的快速枯竭以及对可穿戴和便携式电子设备以及电动车辆的不断增长的需求，高性能储能装置的开发已成为全球关注的问题。在过去的几十年中，已经广泛探索了具有高能量密度的锂离子电池(LIB)。然而，安全问题和高成本限制了它们的实际应用。此外，通过将它们与碳纳米材料杂化，可以进一步提高速率性能。已经证明，构建多孔纳米结构是Fe-Zn电池的良好策略，因为它们具有大的表面积，短的离子扩散长度和快速的电荷传输。然而，由于孔隙丰富且电极材料密度低，该策略不可避免地降低了它们的体积容量。体积能量密度是实际应用中最重要的考虑因素之一，特别是在小型和便携式电子设备中。为满足这种需求，迫切需要开发具有高重量和体积能量密度的新电极材料。中国专利文献上公开了“一种FeS2黄铁矿微球的制备方法及其应用”，其公告号为CN103950890A，该专利技术制得的FeS2黄铁矿在半导体敏化太阳能电池中对电解质的催化再生表现出极为突出的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔FeS2@Fe7S8/石墨烯三维致密宏观体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将氧化石墨烯分散液和Fe‑MOF晶体粉末于密闭条件下混合搅拌均匀，得到氧化石墨烯/Fe‑MOF复合凝胶；(2)将步骤(1)所得的氧化石墨烯/Fe‑MOF复合凝胶进行干燥，得氧化石墨烯/Fe‑MOF三维致密宏观体；(3)将步骤(2)所得的氧化石墨烯/Fe‑MOF三维致密宏观体进行煅烧、硫化处理，即得多孔FeS2@Fe7S8/石墨烯三维致密宏观体。

【技术特征摘要】
1.一种多孔FeS2@Fe7S8/石墨烯三维致密宏观体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将氧化石墨烯分散液和Fe-MOF晶体粉末于密闭条件下混合搅拌均匀，得到氧化石墨烯/Fe-MOF复合凝胶；(2)将步骤(1)所得的氧化石墨烯/Fe-MOF复合凝胶进行干燥，得氧化石墨烯/Fe-MOF三维致密宏观体；(3)将步骤(2)所得的氧化石墨烯/Fe-MOF三维致密宏观体进行煅烧、硫化处理，即得多孔FeS2@Fe7S8/石墨烯三维致密宏观体。2.根据权利要求1所述的一种多孔FeS2@Fe7S8/石墨烯三维致密宏观体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述氧化石墨烯与Fe-MOF晶体粉末的投放质量比控制在1：(0.5～10)。3.根据权利要求1所述的一种多孔FeS2@Fe7S8/石墨烯三维致密宏观体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述氧化石墨烯分散液为氧化石墨烯水溶液、氧化石墨烯DMF溶液、氧化石墨烯乙醇溶液或氧化石墨烯甲醇溶液；所述氧化石墨烯分散液的浓度为5～50mg/mL。4.根据权利要求1所述的一种多孔FeS2@Fe7S8/石墨烯三维致密宏观体的制备方法，其特征在于，步...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹澥宏，毛静，施文慧，刘文贤，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33