[发明专利]Fe7Ni3纳米材料的制备方法及其应用

说明书

本发明实施例提供了一种Fe₇Ni₃纳米材料的制备方法，涉及纳米材料技术领域，方法包括：将乙酰丙酮铁、乙酰丙酮镍加入到溶剂中分散，然后再加入矿化剂和十八胺，分散均匀后，在惰性气体保护下加入水合肼，加热至180℃～200℃，反应1小时～5小时，分离出反应产物，洗涤并干燥所述反应产物。本发明实施例提供的制备方法，制备工艺和所需设备较简单，并且能耗低，因此Fe₇Ni₃纳米材料的制备成本较低。本发明实施例还提供了一种Fe₇Ni₃纳米材料在有机体系Li‑O₂电池中作为正极催化剂的应用。由于Fe₇Ni₃纳米材料的原料易得，制备成本相对较低，因此该催化剂相对于贵金属催化剂来说较便宜。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，特别是涉及Fe₇Ni₃纳米材料的制备方法及其应用。

背景技术

铁镍合金作为典型的合金软磁性材料，兼具金属单体的优异磁性能，具有较高的饱和磁化率和较低的矫顽力，并显示大的磁各向异性，目前普遍用于灵敏继电器、磁屏蔽、电话和无线电变压器、精密的交流和直流仪表、电流互感器中。其中，Fe₇Ni₃具有相对高的稳定性，纳米结构的Fe₇Ni₃由于其尺寸较小，有望应用到更多领域，因此如何制备Fe₇Ni₃纳米材料受到研究者的广泛关注。

现有技术中，一般采用电沉积法制备Fe₇Ni₃纳米材料。电沉积法制备Fe₇Ni₃纳米材料时，一般采用碳钢作为阴极，镍板作为阳极，铁盐和镍盐的混合溶液作为电解液。采用电沉积法制备得到的Fe₇Ni₃纳米材料纯度较高，但是该方法采用的设备较复杂，并且制备过程中需要消耗大量的电能，因而导致采用电沉积法制备Fe₇Ni₃纳米材料成本较高。

近年来，随着电子产品的不断发展，对储能设备的要求日益提升。电池作为能量存储与转换的重要途径之一，也遇到了前所未有的挑战。传统的电池体系已经不能满足需要，而Li-O₂电池由于具有超高的能量密度和超高的容量受到学者的广泛关注。Li-O₂电池采用金属锂作为负极，多孔气体扩散层作为正极，在放电过程中将锂和氧气的化学能转变为电能，并且在充电过程中通过分解锂和氧气的放电产物来存储电能。目前Li-O₂电池主要有四大电池体系：1) 水体系；2)有机体系；3)有机-水混合体系；4)全固态体系。从安全和成本考虑，有机体系是其中最有价值的一类电池体系。

虽然Li-O₂电池具有非常大的容量，但是其充放电过程动力学缓慢，这不仅降低了电池体系的能量效率，同时也大大限制了电池的寿命。研究表明，在 Li-O₂电池的正极负载催化剂会显著改善这一状况，大大降低充放电过程中的过电势，并改善其循环性能。目前正极催化剂主要为Pt、Ru、Pd、Ir等贵金属，而这些催化剂价格比较昂贵。

发明内容

本发明实施例的第一目的在于提供一种Fe₇Ni₃纳米材料的制备方法，以解决Fe₇Ni₃纳米材料制备成本较高的问题。具体技术方案如下：

一种Fe₇Ni₃纳米材料的制备方法，所述方法包括：

将乙酰丙酮铁、乙酰丙酮镍加入到溶剂中分散，然后再加入矿化剂和十八胺，分散均匀后，在惰性气体保护下加入水合肼，加热至180℃～200℃，反应1 小时～5小时，分离出反应产物，洗涤并干燥所述反应产物；