一种锗‑碳氮纳米复合材料的制备方法及其应用

摘要

本发明公开了一种锗‑碳氮纳米复合材料及其制备方法，先将氧化锗纳米线均匀分散于液态有机酯，加入吡咯、聚乙酸乙烯酯以及氧化性金属氯盐，搅拌充分反应生成氧化锗‑碳氮复合前体；然后在还原性气氛中600℃～1000℃煅烧，得到锗‑碳氮纳米复合电极材料；制备所得的锗‑碳氮纳米复合材料中，锗纳米粒子以一定的距离相互分隔，分段填充于碳氮纳米管内部，形成豆荚状结构。通过本发明，制备了一种可应用于锂离子电池的复合材料，材料中的不连续锗颗粒之间的孔隙，有效缓冲锗充放电过程中产生的体积变化，同时碳氮层的包覆有利于减小接触电阻和形成稳定的固体电解质界面，提高电极的电子导电率和电化学稳定性，显示出了优异的储锂性能。

主权项

一种锗‑碳氮纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将氧化锗纳米线均匀分散于液态有机酯，然后在其中加入吡咯、氧化性金属氯盐以及聚乙酸乙烯酯，搅拌充分反应生成氧化锗‑碳氮复合前体；其中，各反应物的重量配比为，以氧化锗纳米线100份计，吡咯为5份～15份，氧化性金属氯盐为30份～70份，聚乙酸乙烯酯为0份～15份，所述液态有机酯为乙酸甲酯或乙酸乙酯；(2)将所述步骤(1)中所得的氧化锗‑碳氮复合前体在还原性气氛中600℃～1000℃煅烧，使得氧化锗纳米线还原为锗纳米粒子，且聚吡咯碳化成为碳氮纳米管，得到碳氮管包覆锗纳米粒子的锗‑碳氮纳米复合材料。