[发明专利]金属/碳纳米管复合掺杂的磷酸锰铁材料及其制备方法

权利要求书

1.一种金属/碳纳米管复合掺杂的磷酸锰铁材料，其特征在于，所述金属/碳纳米管复合掺杂的磷酸锰铁材料的化学通式为：Mn_xFe_yM_1-x-yPO₄/C；

其中x和y为数字，且0.55≤x≤0.9，0.1≤y≤0.4，0.005≤1-x-y≤0.03；

碳纳米管的含量为磷酸锰铁材料总质量的0.1-0.5％；

M为镁、钛、钴、锌、铷中的至少一种；

所述金属/碳纳米管复合掺杂的磷酸锰铁材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将碳纳米管制备成水性碳纳米管导电浆料，备用；

S2、将锰源、铁源、金属盐类、磷源按照摩尔比为x：y：1-x-y：1称取原料；

S3、将锰源和铁源置于水中，搅拌至溶解完全，再依次加入磷源、金属盐类，搅拌均匀后加入水性碳纳米管导电浆料、分散剂、还原剂，调节溶液pH＜3，得到混合溶液备用；

S4、将步骤S3得到的混合溶液置于反应釜内，升温度至100-200℃，反应5-36h，得到浆料；

S5、步骤S4制得的浆料经过水洗、过滤、干燥后放入马弗炉中于300-550℃下，通空气焙烧1-10h，即可；

其中，步骤S3所述还原剂为抗还血酸、柠檬酸中的至少一种，且加入量占磷酸锰铁材料总质量的0.05-0.3％。

2.根据权利要求1所述金属/碳纳米管复合掺杂的磷酸锰铁材料，其特征在于：所述磷酸锰铁材料的粒度分布D50为15-23μm。

3.根据权利要求1所述金属/碳纳米管复合掺杂的磷酸锰铁材料，其特征在于：步骤S2所述金属盐类为乙酸镁、异丙醇钛、乙酸钴、氯化镁、四氯化钛、氯化锌、氯化铷中的至少一种。

4.根据权利要求1所述金属/碳纳米管复合掺杂的磷酸锰铁材料，其特征在于：步骤S2、步骤S3所述锰源为氯化亚锰、溴化亚锰、硝酸亚锰、高氯酸亚锰、硫酸亚锰、草酸亚锰中的至少一种。

5.根据权利要求1所述金属/碳纳米管复合掺杂的磷酸锰铁材料，其特征在于：步骤S2、步骤S3所述铁源为水溶性二价铁源，所述水溶性二价铁源为氯化亚铁、溴化亚铁、硝酸亚铁、硫酸亚铁、草酸亚铁中的至少一种。

6.根据权利要求1所述金属/碳纳米管复合掺杂的磷酸锰铁材料，其特征在于：步骤S2、步骤S3所述磷源为磷酸二氢铵、磷酸、磷酸氢二铵、多聚磷酸、磷酸铵、磷酸钠中的至少一种。

7.根据权利要求1所述金属/碳纳米管复合掺杂的磷酸锰铁材料，其特征在于：步骤S3所述水性碳纳米管导电浆料的加入量为磷酸锰铁材料总质量的0.1-0.5％。

8.根据权利要求1所述金属/碳纳米管复合掺杂的磷酸锰铁材料，其特征在于：步骤S3所述分散剂为PEG2000、PEG6000、PEG20000、Span-80、Tween-80中的至少一种，且加入量占磷酸锰铁材料总质量的0.5-1.5％。