[发明专利]具有表面织构的单相CaFe2O4微纳分级结构材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料化学领域，特别是一种具有表面织构的单相CaFe₂O₄微纳分级结构材料及其制备方法，该材料可作为锂离子电池电极材料。

背景技术

目前，具有特殊分级结构的微纳材料已广泛应用于光催化，锂离子电池和太阳电池等领域而受到国内外工业界和学术界的普遍关注，然而，对于CaFe₂O₄这种三元氧化物材料，国内外却给予了极少的关注。目前，大部分合成工艺采用的主要策略是基于陶瓷烧结理论的固相法而获得不规则的微米颗粒。为了给今后提供一种新型CaFe₂O₄材料做好技术储备，解决目前合成该材料的单一性问题，本发明旨在提供一种简易的液相法而获得具有表面织构的单相CaFe₂O₄微纳分级结构材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单，成本低的具有表面织构的单相CaFe₂O₄微纳分级结构材料及其制备方法，该方法操作简便、成本低、耗能低，得到的产品纯度高，可以大规模合成。

本发明涉及的具有表面织构的单相CaFe₂O₄微纳分级结构材料单个颗粒的直径为1-6微米，每个颗粒的表面有一些明显的类似台阶的织构。

具有表面织构的单相CaFe₂O₄微纳分级结构材料的制备方法具体步骤为：

（1）将2.0-0.5摩尔草酸钙和4-1摩尔草酸铵铁晶体混合，加入30-40mL体积比为0.5-1:1-5的去离子水与无水乙二醇的混合溶剂，用磁力搅拌器搅拌1-3小时。

（2）在步骤(1)得到的溶液中加入1-3克草酸，继续搅拌0.5-1小时后将其转入聚四氟乙烯衬底的不锈钢反应釜中，180-230℃水热反应14-24小时，过滤，将沉淀用蒸馏水洗涤2-3次后，常温干燥即得所述的具有表面织构的单相CaFe₂O₄微纳分级结构材料。

本发明方法操作简便、成本低、运用简单的方法首次合成了具有表面织构的单相CaFe₂O₄微纳分级结构材料，丰富了材料领域，并为电学、磁学、半导体等领域提供了新的材料。

附图说明

图1为本发明实施例1的具有表面织构的单相CaFe₂O₄微纳分级结构材料的X-射线衍射图。

图2为本发明实施例1的具有表面织构的单相CaFe₂O₄微纳分级结构材料的场发射扫描图。

具体实施方式

实施例1：

（1）将2摩尔草酸钙和4摩尔草酸铵铁晶体混合，加入10 mL去离子水与20mL无水乙二醇的混合溶剂，用磁力搅拌器搅拌2小时。

（2）在步骤(1)得到的溶液中加入1克草酸，继续搅拌0.5小时后将其转入聚四氟乙烯衬底的不锈钢反应釜中，180℃水热反应14小时，过滤，将沉淀用蒸馏水洗涤2次后，常温干燥即得具有表面织构的单相CaFe₂O₄微纳分级结构材料。

具有表面织构的单相CaFe₂O₄微纳分级结构材料的X-射线衍射图见图1，具有表面织构的单相CaFe₂O₄微纳分级结构材料的场发射扫描图见图2。

实施例：

（1）将0.5摩尔草酸钙和1摩尔草酸铵铁晶体混合，加入8 mL去离子水与32mL无水乙二醇的混合溶剂，用磁力搅拌器搅拌3小时。

（2）在步骤(1)得到的溶液中加入3克草酸，继续搅拌1小时后将其转入聚四氟乙烯衬底的不锈钢反应釜中，230℃水热反应24小时，过滤，将沉淀用蒸馏水洗涤3次后，常温干燥即得所述的具有表面织构的单相CaFe₂O₄微纳分级结构材料。