一种二硫化铁/氧化石墨烯/氮掺杂多壁碳纳米管复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于钠离子电池负极材料技术领域，公开了一种二硫化铁/氧化石墨烯/氮掺杂多壁碳纳米管复合材料及其制备方法和应用。首先将氮掺杂多壁碳纳米管溶解于乙二醇，并加入聚乙烯吡咯烷酮和氧化石墨烯溶液，超声得到体系均匀的混合液A；另外将六水三氯化铁与硫代乙酰胺溶解于去离子水中，搅拌均匀，再加入水合肼，继续搅拌得到混合液B；然后将混合液A加入到混合液B中，转移到水热釜中反应；抽滤分离沉淀物，用去离子水和乙醇洗涤，干燥得到复合材料。具有神经网络结构的氮掺杂多壁碳纳米管和具有三维层状结构的氧化石墨烯的加入进一步提高了材料表面导电性以及缓冲了二硫化铁在充放电过程中的体积膨胀，显著改善了材料的倍率性能和循环性能。

A kind of iron disulfide / graphene oxide / nitrogen doped MWCNT composite and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种二硫化铁/氧化石墨烯/氮掺杂多壁碳纳米管复合材料及其制备方法和应用
本专利技术属于钠离子电池负极材料
，特别涉及一种二硫化铁/氧化石墨烯/氮掺杂多壁碳纳米管复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
随着现代工业及交通业的迅速发展，对大规模储能技术的需求也日益增长，钠离子电池因其资源丰富、成本低等优点而引起了人们极大的兴趣。然而，钠离子的半径较大，使得钠离子在正负极材料中的嵌入和脱出比较困难，不可避免地导致钠离子电池的倍率性能和循环性能不佳。因此，寻找和改善适合钠离子嵌入和脱出的材料显得尤为重要。目前，发现的适合作为钠离子负极材料的主要有：金属氧化物(氧化锡和氧化铁等)、金属(锡和锑等)、硫化物(二硫化钼、硫化铁和硫化锡等)、非金属单质和碳等。其中硫化物中的二硫化铁具有储量丰富、价格便宜、无毒、物理化学性能稳定及理论容量高(894mAhg-1)的优点，在钠离子电池领域具有广阔的应用前景。但是目前对于二硫化铁作为钠离子电池负极材料的研究并不多，主要是由于二硫化铁在充放电过程中体积易膨胀、导电性差等问题，导致其作为钠离子电池负极的循环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二硫化铁/氧化石墨烯/氮掺杂多壁碳纳米管复合材料，其特征在于：该复合材料是以三维层状的氧化石墨烯的表面作为氮掺杂多壁碳纳米管和二硫化铁球的附着位点，氮掺杂多壁碳纳米管的神经网络结构作为二硫化铁球的连通通道，其中二硫化铁球的直径小于3μm。/n

【技术特征摘要】
1.一种二硫化铁/氧化石墨烯/氮掺杂多壁碳纳米管复合材料，其特征在于：该复合材料是以三维层状的氧化石墨烯的表面作为氮掺杂多壁碳纳米管和二硫化铁球的附着位点，氮掺杂多壁碳纳米管的神经网络结构作为二硫化铁球的连通通道，其中二硫化铁球的直径小于3μm。


2.根据权利要求1所述的二硫化铁/氧化石墨烯/氮掺杂多壁碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：
(1)将氮掺杂多壁碳纳米管溶解于乙二醇，并加入聚乙烯吡咯烷酮和氧化石墨烯溶液，超声2h，制得多壁碳纳米管和氧化石墨烯分散均匀的混合液；
(2)将六水三氯化铁与硫代乙酰胺溶解于去离子水中，以200～400r/min搅拌0.5～1h，再加入水合肼，其中水合肼的纯度为80％，继续以200～400r/min搅拌0.5～1h，制得含铁盐和硫元素的混合液；
(3)将步骤(1)所制得的多壁碳纳米管和氧化石墨烯分散均匀的混合液滴加到步骤(2)所制得的含铁盐和硫元素的混合液中，以200～400r/min搅拌0.5～1h，得到含碳纳米管、氧化石墨烯、铁盐及硫元素的混合液；
(4)将步骤(3)所制得的含碳纳米管、氧化石墨烯、铁盐及硫元素的混合液进行水热反应；
(5)将水热反应产物用去离子水和乙醇反复洗涤去除杂质，干燥后得到具有二硫化铁/氧化石墨烯/氮掺杂多壁碳纳米管复合材料。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志鹏，洪军智，史晓艳，邵涟漪，汪世鸽，吴方丹，曹应义，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44