[发明专利]一种纳米实心磷酸铁-碳源-石墨烯复合材料及制备方法

权利要求书

1.一种纳米实心磷酸铁-碳源-石墨烯复合材料，其特征在于碳源包覆在纳米级实心磷酸铁颗粒表面，颗粒之间通过石墨烯连接，形成纳米实心磷酸铁-碳源-石墨烯复合材料。

2.如权利要求1所述的一种纳米实心磷酸铁-碳源-石墨烯复合材料，其特征在于碳源厚度为1-50nm。

3.如权利要求2所述的一种纳米实心磷酸铁-碳源-石墨烯复合材料，其特征在于碳源经烧结后的碳化层厚度为1-10nm。

4.如权利要求1所述的一种纳米实心磷酸铁-碳源-石墨烯复合材料，其特征在于实心磷酸铁颗粒粒径为30-200nm。

5.权利要求1所述的纳米实心磷酸铁-碳源-石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，在去离子水中，向反应釜加入氧化石墨烯悬浮液、硝酸铁、磷源、碳源，超声分散均匀，形成混合液，持续搅拌；氧化石墨烯悬浮液中氧化石墨烯的质量分数为1～3 mg/ml，氧化石墨烯悬浮液用量占去离子水的体积百分比为1.5～5％；硝酸铁和磷源的摩尔比为1：1～3，碳源占所述硝酸铁和所述磷源质量之和的1％～30％，氧化石墨烯量占所述硝酸铁和所述磷源质量之和的0.1％～10％；

步骤2，将浓氨水加入混合液中，调节混合液pH在2～5之间；

步骤3，将混合液在60～120℃下反应0.5～10h，形式浅黄色沉淀；

步骤4，在母液中搅拌0.1～12h条件下，晶体持续长大；

步骤5，反应产物冷却至室温，过滤，用去离子水或无水乙醇洗涤，50～120℃下真空干燥1～24h。干燥后制得最终产物。

6.如权利要求5所述的一种纳米实心磷酸铁-碳源-石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于步骤1中的磷源包括(NH₄)H₂PO₄、(NH₄)₂HPO₄、H₃PO₄中的至少一种，碳源包括PVB、PVA、PEG、碳纳米管、纤维素、葡萄糖、蔗糖、冰糖、硬脂酸中的至少一种。

7.如权利要求5所述的一种纳米实心磷酸铁-碳源-石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于步骤2中的混合液pH为3～4。

8.如权利要求5所述的一种纳米实心磷酸铁-碳源-石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于步骤3中晶体析出温度为60～80℃，析出时间为3～6h。

9.如权利要求5所述的一种纳米实心磷酸铁-碳源-石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于步骤4中搅拌时间优选2～5h。

10.如权利要求5所述的一种纳米实心磷酸铁-碳源-石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于步骤5中干燥温度优选80～100℃。