一种纳米晶状CoO‑石墨烯复合材料及其制备与应用

摘要

本发明公开了一种石墨烯复合材料，特别是一种CoO与石墨烯复合的复合材料，本发明同时涉及了石墨烯复合材料的制备方法与其在锂离子电池上的应用。本发明通过四水合醋酸钴低温重结晶后与氧化石墨烯复合制得前驱体，并将该前驱体在高真空下低温退火的方法制备得到二维的纳米晶状CoO‑石墨烯复合材料，其中厚度为1～50μm的单层石墨烯为负载骨架，平均粒径为2～20nm的CoO纳米晶体均匀地镶嵌于所述单层石墨烯的上、下表面。该纳米晶状CoO‑石墨烯复合材料可用作锂离子电池的负极，能有效提高锂离子电池的电容量，其制备方法简单，制备周期短，效率高，无毒、环保，避免了环境污染、降低了安全隐患。

主权项

一种纳米晶状CoO‑石墨烯复合材料的制备方法,其特征在于该方法的步骤如下：A：负载体的制备与处理：A1：采用改性Hummers方法制备氧化石墨烯；A2：将由上一步骤制备得到的氧化石墨烯超声分散于无水乙醇中，得到氧化石墨烯的乙醇溶液，所述超声分散选用能起到剥离所述氧化石墨烯以制得单层氧化石墨烯的作用的参数；B：载体的制备与处理：B1：将四水合醋酸钴充分溶解于无水乙醇中形成四水合醋酸钴的乙醇溶液，溶解完全后，对所述溶液进行降温重结晶，收集沉淀；B2：取上一步骤的沉淀溶解于无水乙醇中，得到浅粉色的Co₅(OH)₂(CH₃COO)₈·2H₂O的乙醇溶液；C：前驱体的制备将由步骤A制得的氧化石墨烯的乙醇溶液与由步骤B制得的Co₅(OH)₂(CH₃COO)₈·2H₂O的乙醇溶液混合均匀得到混合液，将所述混合液在‑5～‑30℃下放置再恢复室温后收集其产生的沉淀，将所得沉淀干燥与研磨，即得到前驱体；D：复合材料的获得将完成步骤C后得到的前驱体于气压小于50Pa的环境中在200℃～350℃保存10～60min，即得到纳米晶状CoO‑石墨烯复合材料。