一种利用喷雾干燥工艺制备铁酸铜纳米材料的方法及其应用技术

本发明专利技术一种利用喷雾干燥工艺制备铁酸铜纳米材料的方法及，包括如下步骤：硝酸铜和硝酸铁作为原料，按照摩尔比为1：2与去离子水混合，使混合液的硝酸盐浓度为150g/L，再加入助燃剂和分散剂混合在一起形成浆料，进行1小时恒温搅拌，再通过喷雾干燥机进行喷雾干燥，得到铁酸铜前驱体，前驱体按照5～15℃/min的升温速率，在空气条件下升温到700～900℃烧结3～20h，自然冷却后研磨得到所述铁酸铜纳米材料。本发明专利技术制得的铁酸铜纳米材料优选用作钠离子电池负极材料。本发明专利技术制备的铁酸铜纳米材料形貌为具有多处凹陷或孔状结构的球形块状颗粒，粒径为1‑5μm，对钠离子的嵌入和脱出有积极的促进作用，基本不产生团聚现象，极大提高了电池放电比容量和循环稳定性。

Preparation and application of copper ferrite nanomaterials by spray drying process

The invention relates to a method for preparing copper ferrite nanomaterials by spray drying process, and comprises the following steps: copper nitrate and ferric nitrate are used as raw materials and mixed with deionized water according to mole ratio of 1:2, so that the concentration of nitrates of the mixed solution is 150g/L, and then the combustion supporting agent and dispersant are mixed together to form slurry, which is stirred for 1 hours at constant temperature, and then sprayed by spray dryer. The copper ferrite precursor was obtained by fog drying. The precursor was sintered at 700-900 (?) C for 3-20 h under air condition at a heating rate of 5-15 (?) C/min. The nanometer copper ferrite material was obtained by grinding after natural cooling. The copper ferrite nanomaterial prepared by the invention is preferably used as the negative electrode material of sodium ion battery. The copper ferrite nano-material prepared by the invention has the morphology of spherical massive particles with multiple depressions or porous structures, and the particle size is 1_5 um. The nano-material has a positive promoting effect on the insertion and removal of sodium ions, basically does not produce agglomeration phenomenon, and greatly improves the discharge specific capacity and cycle stability of the battery.

【技术实现步骤摘要】
一种利用喷雾干燥工艺制备铁酸铜纳米材料的方法及其应用
本专利技术涉及电池材料领域，具体是一种利用喷雾干燥工艺制备铁酸铜纳米材料的方法及其应用。
技术介绍
钠与锂同属于第IA族碱金属元素，在地壳中的储量十分丰富，其自然丰度高达2.74％，约为锂自然丰度(0.0065％)的300倍。由于钠与锂在元素周期表中同属第一主族，因此两者具有相似的物理化学性质。近年来，研究者们通过参考锂离子电池的研究经验，对钠离子电池进行了不断的探索。由于Na+半径较Li+的大，在嵌入过程中更倾向于占据具有更大空间的阴离子间隙位。因此，寻找合适的嵌纳主体材料是发展钠离子电池的关键。由于Na+的相对原子质量大于Li+，钠离子电池的质量能量密度较锂离子电池略低。但是，生产钠离子电池具有锂离子电池所不具备的资源丰富、成本低廉等优点，因此，若能开发出合适的电极材料，钠离子电池将比锂离子电池具有更强的市场竞争力。电池的负极材料对钠离子的嵌入和脱出能力是影响钠离子电池容量的主要因素。近年来，人们围绕高容量电池负极材料的开展了大量的探索性研究，主要包括：碳基材料、聚阴离子化合物、过渡金属氧化物和硫化物。铁酸铜含有两种过渡金属元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用喷雾干燥工艺制备铁酸铜纳米材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)硝酸铜和硝酸铁作为原料，按照摩尔比为1：2与去离子水混合，使混合液的硝酸盐浓度为150g/L，再加入助燃剂和分散剂混合在一起形成浆料；2)将步骤1)所得浆料进行1小时恒温搅拌，再通过喷雾干燥机进行喷雾干燥，得到铁酸铜前驱体；3)将步骤2)制得的铁酸铜前驱体按照5～15℃/min的升温速率，在空气条件下升温到700～900℃烧结3～20h，自然冷却后研磨得到所述铁酸铜纳米材料。

【技术特征摘要】
1.一种利用喷雾干燥工艺制备铁酸铜纳米材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)硝酸铜和硝酸铁作为原料，按照摩尔比为1：2与去离子水混合，使混合液的硝酸盐浓度为150g/L，再加入助燃剂和分散剂混合在一起形成浆料；2)将步骤1)所得浆料进行1小时恒温搅拌，再通过喷雾干燥机进行喷雾干燥，得到铁酸铜前驱体；3)将步骤2)制得的铁酸铜前驱体按照5～15℃/min的升温速率，在空气条件下升温到700～900℃烧结3～20h，自然冷却后研磨得到所述铁酸铜纳米材料。2.根据权利要求1所述利用喷雾干燥工艺制备铁酸铜纳米材料的方法，其特征在于，所述助燃剂和分散剂为甘氨酸，其纯度不低于95％。3.根据权利要求1所述利用喷雾干燥工艺制备铁酸铜纳米材料的方法，其特征在于，所述甘氨酸的用...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雪，张英杰，闫怀聪，韦克毅，董鹏，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53