一种过渡金属氧化物制造技术

本发明专利技术公开了一种过渡金属氧化物

【技术实现步骤摘要】
～
5h。
[0012]优选的，所述生物质为秸秆
、
树叶或竹竿中的一种，其尺寸为
200
～
500
目
。
[0013]秸秆
、
树叶或竹竿可以自行收集也可以购买使用
。
自行收集的操作为，将秸秆
、
树叶或竹竿洗净后烘干，用粉碎机粉碎至尺寸为
200
～
500
目
。
[0014]优选的，所述造孔剂为
KOH、NaOH
或
ZnCl2中的一种
。
[0015]KOH、NaOH
和
ZnCl2溶解度较大，在水中能很快溶解形成溶液，因此不需要搅拌，混合后静置即可
。
[0016]研究表明元素掺杂对碳材料的性质有较大影响，将一些含有其它元素的化合物与碳材料进行煅烧可以成功将元素掺杂到碳骨架结构中，并有可能对碳材料的表面形貌带来一定的影响
。
在大量的实验中发现碳材中间体与改性剂比例对生物质碳的形貌有较大影响，从而能改善过渡金属氧化物在其表面的分布
。
[0017]优选的，所述碳材中间体与所述改性剂的质量比为5～
10:0.5
～
2。
[0018]优选的，所述改性剂为尿素
、
三聚氰胺
、
硫脲或
L
‑
半胱氨酸中的一种或多种
。
[0019]优选的，所述生物质碳
、<br/>可溶性过渡金属盐和水的质量比为
0.1
～
0.5:2
～
5:50
～
100。
[0020]优选的，所述可溶性过渡金属盐为可溶性钼盐
、
可溶性钛盐
、
可溶性铁盐
、
可溶性钴盐
、
可溶性镍盐中的一种或多种
。
[0021]优选的，所述煅烧在温度为
500
～
800℃、
惰性气体下保温2～
5h。
[0022]优选的，所述水热反应的温度为
120
～
180℃
，时间为5～
10h。
[0023]本专利技术也提供了一种过渡金属氧化物
@
生物质碳材料，采用上述的制备方法制备而成
。
[0024]本专利技术还提供了上述的过渡金属氧化物
@
生物质碳材料作为锂电池负极材料的应用
。
[0025]相对于现有技术，本专利技术具有以下的有益效果：
[0026]首先将生物质静置于造孔剂溶液后煅烧得到碳材中间体，随后将碳材中间体与改性剂混合得到生物质碳，碳材中间体与改性剂的比例对生物质碳的形貌有较大影响从而能改善过渡金属氧化物在其表面的分布，合适的比例下制备的过渡金属氧化物
@
生物质碳材料有利于增加锂离子储存的活性位点
、
电解液浸润
、
锂离子扩散和提高体积变化耐受性
。
本专利技术的原料来源广泛
、
制备条件容易达到，有望实现环保电池材料的大规模生产
。
附图说明
[0027]图1示出了本专利技术实施例2制备的生物质碳的扫描电镜图；
[0028]图2示出了本专利技术对比例的锂电池阴极材料的扫描电镜图；
[0029]图3示出了本专利技术实施例1制备的过渡金属氧化物
@
生物质碳材料的扫描电镜图；
[0030]图4示出了本专利技术实施例2制备的过渡金属氧化物
@
生物质碳材料的扫描电镜图；
[0031]图5示出了本专利技术实施例3制备的过渡金属氧化物
@
生物质碳材料的扫描电镜图；
[0032]图6示出了本专利技术实施例1～3制备的材料制成电池在不同电流密度下的倍率性能图；
[0033]图7示出了本专利技术实施例1～3制备的材料制成电池的循环性能图
。
具体实施方式
[0034]在本专利技术中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值
。
对于数值范围来说，各个范围的端点值之间
、
各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本专利技术中具体公开
。
[0035]下面将结合本专利技术具体实施例和说明书附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0036]实施例1[0037]一种过渡金属氧化物
@
生物质碳材料的制备方法，步骤如下，
[0038]步骤
1、
将
15g
的
300
目竹竿粉末
、3g
的
ZnCl2和
100g
的水混合，随后静置处理
3h
，过滤后收集不溶物并干燥，然后转移至氮气氛围管式炉在
500℃
煅烧
2h
，冷却后取出用
2mol/L
盐酸浸泡，收集黑色固体用水和无水乙醇各洗涤3次后干燥得到碳材中间体；
[0039]步骤
2、
将
5g
的步骤1所得碳材中间体与
0.5g
的硫脲混合后转移至氮气氛围管式炉在
700℃
煅烧
2h
，冷却后取出，用水和无水乙醇各洗涤3次后干燥得到生物质碳；
[0040]步骤
3、
将
0.2g
的步骤2所得生物质碳
、1g
的钼酸铵
、2g
的六水合三氯化铁和
50g
水在
300rpm
转速下混合，随后转移至反应釜在
150℃
水热反应
5h
，冷却后取出，过滤得到不溶物用水和无水乙醇各洗涤3次后干燥得到中间产物；
[0041]步骤
4、
将步骤3所得中间产物转移至氮气氛围管式炉在
500℃
煅烧
2h
，冷却后取出得到过渡金属氧化物
@
生物质碳材料
。
[0042]其中，
300
目竹竿粉末由收集于湖北省的废弃竹竿经过洗净
、
烘干
、
粉碎和过筛得到
。
[0043]实施例2[0044]一种过渡金属氧化物
@
生物质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种过渡金属氧化物
@
生物质碳材料的制备方法，其特征在于，包括，将生物质
、
造孔剂和水混合静置处理，收集不溶物后煅烧得到碳材中间体；将所述碳材中间体与改性剂混合后在煅烧后得到生物质碳；将所述生物质碳
、
可溶性过渡金属盐和水混合后进行水热反应得到中间产物；将所述中间产物煅烧得到过渡金属氧化物
@
生物质碳材料
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述生物质
、
造孔剂和水的质量比为
10
～
20:2
～
5:50
～
100
；所述生物质为秸秆
、
树叶或竹竿中的一种，其尺寸为
200
～
500
目；所述造孔剂为
KOH、NaOH
或
ZnCl2中的一种
。3.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳材中间体与所述改性剂的质量比为5～
10:0.5
～
2。4.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述改性剂为尿素
、
三聚氰胺
、
硫脲或
L

【专利技术属性】
技术研发人员：廖暑方，
申请(专利权)人：东莞一展电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：