合成四氧化三铁负载碳纳米管增强石墨烯复合材料的方法及应用

摘要

本发明涉及一种合成四氧化三铁负载碳纳米管增强石墨烯复合材料的方法及应用。以单壁碳纳米管为原料，依次加入单壁碳纳米管、锂片、一碘代十二烷在液氨中进行搅拌，得到表面枝接了十二烷基的单壁碳纳米管；超声分散，将超声后的三氯甲烷溶液旋涂在铜箔上，置于管式炉中，在900～1100℃条件下煅烧；得到旋涂有碳纳米管的铜箔；将氯化铁搅拌溶解在乙二醇中，并加入乙酸钠和聚乙二醇，并进行磁力搅拌，然后置于聚四氟乙烯内衬的反应釜中；将铜箔置于反应釜溶液中浸泡；铜箔上得到四氧化三铁负载碳纳米管增强石墨烯复合材料。本发明弥补了碳纳米管增强石墨烯作为锂离子电池负极材料的空白，并成功应用于锂离子电池中，提高了电池的比容量。

主权项

一种制备四氧化三铁负载碳纳米管增强石墨烯复合材料的方法，其特征是步骤如下：(1)以单壁碳纳米管为原料，依次加入单壁碳纳米管、锂片、一碘代十二烷，三者的质量比为1:7.7:200～1:14.3:400，在液氨中进行搅拌，三者总浓度为0.1～0.2g/ml；将得到的溶液加入甲醇和去离子水进行清洗；用足量正己烷进行萃取，得到表面枝接了十二烷基的单壁碳纳米管；(2)将得到的枝接后的单壁碳纳米管溶解在三氯甲烷中，超声分散，将超声后的三氯甲烷溶液旋涂在铜箔上，在管式炉中通入氩气和氢气，将旋涂后的铜箔置于管式炉中，在900～1100℃条件下煅烧；得到旋涂有碳纳米管的铜箔；(3)将氯化铁搅拌溶解在乙二醇中，并加入乙酸钠和聚乙二醇，氯化铁、乙酸钠和聚乙二醇的质量比为10:54:15～30:54:30，三者总浓度为0.15～0.2g/ml，并进行磁力搅拌，然后置于聚四氟乙烯内衬的反应釜中；步骤(2)中旋涂有碳纳米管的铜箔置于反应釜溶液中浸泡；在200℃条件下溶剂热9～12h；铜箔上得到四氧化三铁负载碳纳米管增强石墨烯复合材料。