[发明专利]石墨烯负载的球状碳包覆氧化铁的复合材料及制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯负载的球状碳包覆氧化铁的复合材料，其特征在于，在层间距为20~80 nm的相邻的两层石墨烯片中负载直径为10~60 nm的碳包覆氧化铁的颗粒，颗粒中的核为同心球状氧化铁，颗粒外层是碳层，厚度约为5~20 nm，氧化铁质量占复合材料质量的20 %~ 50%。

2.一种按权利要求1所述的石墨烯负载的球状碳包覆氧化铁的复合材料的制备方法，其特征在于包括以下过程：

1）在机械搅拌条件下，分别将Fe(NO₃)₃·9H₂O和氧化石墨烯加入去离子水中，配制成0.5~3 mol·mL^-1的Fe(NO₃)₃水溶液以及1~2 mg·mL^-1的氧化石墨烯水溶液，按Fe³⁺与氧化石墨烯的质量比为（1~10）: 10，将Fe(NO₃)₃水溶液滴加到氧化石墨烯水溶液中得到混合液，按水合肼与氧化石墨烯水溶液体积比为（1~2）：1000，向混合液加入质量分数为80%的水合肼溶液，得到前驱体悬浮液；

2）以步骤1）得到的前驱体悬浮液在温度70℃~90℃条件下水浴搅拌12 h，待冷却至室温，真空抽滤、去离子水洗涤，冻干，得到前驱体粉末；

3）将前驱体粉末置于方舟中，将其平放于石英管式炉中，在流量为50~300 mL·min^-1的氩气保护下，以4~20℃·min^-1的速率升温至500~600℃后，并在50~300 mL·min^-1的氩气中保温10~30 min后，以4~20℃·min^-1的速率升温至800~900℃，同时，以10~60 mL·min^-1向管式炉中通入甲烷气体反应15~60 min，最后在50~300 mL·min^-1的氩气气氛保护下，随炉冷却至室温，得到石墨烯负载的球状碳包覆氧化铁的复合材料。