[发明专利]一种KNb3O8纳米棒的制备方法

说明书

本发明公开了一种KNb₃O₈纳米棒的制备方法，本发明将一定量的草酸铌，草酸和乙酸钾溶于一定体积的N,N‑二甲基甲酰胺中，然后缓慢加入适量的PVP(K‑90,聚乙烯吡咯烷酮)，搅拌，得到乳白色的前驱体液；将上述乳白色的前驱体液在一定的电压、流率及一定的相对湿度氛围下进行静电纺丝；然后将静电纺丝产品进行烧结得到KNb₃O₈纳米棒。电化学实验证明本方法制备的KNb₃O₈纳米棒作为锂离子电池负极材料具有广阔的应用前景。在整个制备过程中，操作简单，原料成本低，设备投资少，适合批量生产。

技术领域

本发明属于材料化学领域，具体涉及到一种KNb₃O₈纳米棒的制备方法。

背景技术

相对于大块材料而言，纳米材料因自身结构的特殊性，在很多方面具有更为优异的性能，除此之外，纳米材料还有很多大块材料没有的新性能。这些特性导致其在很多方面具有广泛潜在应用。在所有维度的纳米材料中，一维纳米材料有在两个维度都受限的特殊结构，导致其产生了很多新的物理化学特性，所以其具有非常多的其它维度的纳米材料没有的性能或者较它们来说更为优异的性能。

在铌酸钾类化合物中，KNbO₃应用最为广泛。KNbO₃、K₄Nb₆O₁₇，K₂Nb₄O₁₁， K₂Nb₈O₂₁主要应用于压电陶瓷、光波导器件、激光倍频器、声表面波传感器、光通讯、光催化等领域。Longtu Li等人用静电纺丝技术制备KNbO₃纳米纤维，并研究了其光催化性能(RSCAdvances,2015,5,72410-72415)。2001年，Yuhao Lu首次将KNb₅O₁₃作为电极材料应用于锂离子电池中，并探讨了KNb₅O₁₃在充放电过程中可能的嵌锂机制(Yuhao Lu等人，Chem.Mater.,2011,23,3210-3216)。 2015年Hideki Nakayama等人用固态反应法制备了层状结构KNb₃O₈，并研究了其电化学性能(Journal Power Sources,2015,287,158-163)。2013年曹慧群等人通过研磨煅烧技术得到KNb₃O₈纳米线(一种铌酸钾单晶纳米线及其制备方法，公开号为CN103320847A)。KNb₃O₈作为电池材料相关性能还不够理想，一维材料有利电子传递，有望改善材料的电化学性能。为了更好地提高KNb₃O₈材料的电化学性能，本发明采用静电纺丝的方法制备出了KNb₃O₈一维纳米纤维材料，通过烧结制备一种KNb₃O₈纳米棒。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术，提供一种KNb₃O₈纳米棒的制备方法。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种KNb₃O₈纳米棒的制备方法，所述制备方法以草酸铌、草酸、乙酸钾为主要原料，加入适量的高分子粘合剂，在高电压条件下利用静电纺丝技术，合成KNb₃O₈纳米纤维，随后在马弗炉中进行烧结得到KNb₃O₈纳米棒，具体包括以下步骤：