碳包覆石墨烯基金属氧化物复合材料的制备方法及其应用

摘要

本发明公开了一种二维壳核结构的碳包覆石墨烯基金属氧化物复合材料的制备方法及其应用。本发明的制备方法采用单层碳原子结构的二维石墨烯作为载体，酚醛树脂或多糖类作为碳源前驱体，制备出二维壳核结构的碳包覆的石墨烯基金属氧化物纳米复合材料。通过此方法得到的金属氧化物纳米颗粒均匀地负载在石墨烯片上，并很好的包覆在碳包覆层内。本发明的制备方法具备工艺简单，条件温和，成本低廉等优点。经电化学测试证明，本发明的制备方法得到的二维壳核结构的碳包覆石墨烯基金属氧化物复合材料具有优异的循环稳定性和倍率性能，实验证明在200mAg-1的充放电流下：其中二氧化锡材料放电容量可达到800mAh g-1，四氧化三铁材料放电容量可达930mAh g-1。从而为金属氧化物在电化学领域的研究和应用提供了很好的实验数据和理论支持。

主权项

一种二维壳核结构的碳包覆石墨烯基金属氧化物复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤；步骤一、制备石墨烯基金属氧化物纳米片：首先，向浓度为0.2‑1mg/mL的氧化石墨烯水溶液中加入聚二烯二甲基氯化铵水溶液，超声混合均匀；其次，向上述分散液中加入金属氯化物后，在60‑90℃保温1‑5小时；最后，将上述反应后的溶液进行离心，去离子水洗涤，将得到的固体分散于去离子水中待用；步骤二、制备碳包覆的石墨烯基金属氧化物纳米片：首先，向上述石墨烯基金属氧化物纳米片的分散液中加入碳源前驱体的水溶液，然后进行催化聚合或直接水热碳化处理；其次，将上述反应后的溶液进行离心，用去离子水洗涤，得到的固体经过干燥、煅烧，最终得到碳二维壳核结构的包覆石墨烯基金属氧化物的复合材料；其中，所述金属氯化物为二水合氯化亚锡或四水合氯化亚铁；所述碳源前驱体为苯酚和甲醛、间苯二酚和甲醛、或葡萄糖。