[发明专利]分级多孔四氧化三铁/石墨烯纳米线及其制备方法和应用

权利要求书

1.分级多孔四氧化三铁/石墨烯纳米线，其由无定形钒氧化物、晶形的四氧化三铁和石墨烯三部分组成，其直径为100～120nm，长度为1.5～2um，其中外层石墨烯厚度为3～5nm，比表面积达32～36m²/g，孔径分布在2-40nm之间，采用下述方法制得，包括有以下步骤：

1)将六水合氯化铁加入到去离子水中，搅拌10-20min使其溶解；

2)在步骤1)所得溶液中，加入氧化石墨烯水分散液，搅拌10-20min；

3)将偏钒酸铵加入到去离子水中，在水浴中搅拌10-20min；

4)将步骤3)所得的溶液加入步骤2)所得的氯化铁和氧化石墨烯的混合物中，搅拌10min；

5)将步骤4)所得的溶液转入反应釜中水热反应，取出反应釜，自然冷却至室温；

6)将步骤5)所得产物离心过滤，并分别用水和无水乙醇洗涤3-5次，在80℃烘箱中烘干，即得到黄绿色原钒酸铁/石墨烯粉末；

7)将步骤6)所得产物置于真空管式炉中煅烧，即得到无定形钒氧化物为基质支撑的分级多孔四氧化三铁/石墨烯纳米线。

2.根据权利要求1所述的分级多孔四氧化三铁/石墨烯纳米线，其特征在于步骤1)所述的六水合氯化铁为1～3mmol；去离子水为10mL；步骤2)所述的氧化石墨烯水溶液中含氧化石墨烯40mg；步骤3)所述的NH₄VO₃为1～3mmol，且其与六水合氯化铁的摩尔比为1:1，水浴温度为80℃。

3.根据权利要求1或2所述的分级多孔四氧化三铁/石墨烯纳米线，其特征在于步骤5)所述的水热反应温度为170～190℃；反应时间为3～5小时。

4.根据权利要求1或2所述的分级多孔四氧化三铁/石墨烯纳米线，其特征在于步骤7)所述的煅烧气氛为氢气，煅烧温度为400～500℃；煅烧时间为3～5小时。

5.权利要求1所述的分级多孔四氧化三铁/石墨烯纳米线的制备方法，包括有以下步骤：

1)将六水合氯化铁加入到去离子水中，搅拌10-20min使其溶解；

2)在步骤1)所得溶液中，加入氧化石墨烯水分散液，搅拌10-20min；

3)将偏钒酸铵加入到去离子水中，在水浴中搅拌10-20min；

4)将步骤3)所得的溶液加入步骤2)所得的氯化铁和氧化石墨烯的混合物中，搅拌10min；

5)将步骤4)所得的溶液转入反应釜中水热反应，取出反应釜，自然冷却至室温；

6)将步骤5)所得产物离心过滤，并分别用水和无水乙醇洗涤3-5次，在80℃烘箱中烘干，即得到黄绿色原钒酸铁/石墨烯粉末；

7)将步骤6)所得产物置于真空管式炉中煅烧，即得到无定形钒氧化物为基质支撑的分级多孔四氧化三铁/石墨烯纳米线。

6.根据权利要求5所述的分级多孔四氧化三铁/石墨烯纳米线的制备方法，其特征在于步骤1)所述的六水合氯化铁为1～3mmol；去离子水为10mL；步骤2)所述的氧化石墨烯水溶液中含氧化石墨烯40mg；步骤3)所述的NH₄VO₃为1～3mmol，且其与六水合氯化铁的摩尔比为1:1，水浴温度为80℃。

7.根据权利要求5或6所述的分级多孔四氧化三铁/石墨烯纳米线的制备方法，其特征在于步骤5)所述的水热反应温度为170～190℃；反应时间为3～5小时。

8.根据权利要求5或6所述的分级多孔四氧化三铁/石墨烯纳米线的制备方法，其特征在于步骤7)所述的煅烧气氛为氢气，煅烧温度为400～500℃；煅烧时间为3～5小时。

9.权利要求1所述的分级多孔四氧化三铁/石墨烯纳米线作为高倍率锂离子电池负极活性材料的应用。