[发明专利]一种电化学剥离石墨烯基金属氧化物的制备方法及应用

权利要求书

1.一种电化学剥离石墨烯基金属氧化物，其特征在于，由电化学剥离的石墨烯及分布于石墨烯表面的金属氧化物纳米颗粒组成；

所述金属氧化物纳米颗粒选自氧化钛、氧化钒、氧化铬、氧化锰、氧化铁、氧化钴、氧化镍、氧化铜、氧化锌、氧化钼、氧化镁、氧化铝中的一种，以及上述任意两种金属氧化物组成的双金属氧化物；

所述电化学剥离石墨烯基金属氧化物的制备方法包括以下步骤：

将石墨箔作为阳极，铂丝作为阴极，放在电解液中，用直流电进行电解，将所得悬浊液用聚四氟乙烯滤膜抽滤，用去离子水洗涤3~5次，60℃烘干，将烘干后的产物分散于极性非电解质溶剂中，超声分散3~5小时后，静置12~20小时，抽滤收集上层分散液，干燥后得到电化学剥离石墨烯；

将电化学剥离的石墨烯超声分散在极性非质子溶剂中，将金属前驱体和少量水加入到溶液中，室温下搅拌2小时后，转移到水热釜中，在80~200℃下水热反应2~18小时，将产物离心洗涤，干燥，制得电化学剥离石墨烯基金属氧化物；

电化学剥离石墨烯与金属前驱体的质量比例为1:5~25；

金属前驱体与水的质量比例为1:25~100；

所述极性非质子溶剂的用量为60mL，所述水的用量为5g；

所述极性非质子溶剂选自乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、六甲基磷酰三胺、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮。

2.如权利要求1所述的电化学剥离石墨烯基金属氧化物，其特征在于，所述金属氧化物纳米颗粒的尺寸在5~50nm。

3.如权利要求1所述电化学剥离石墨烯基金属氧化物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

将石墨箔作为阳极，铂丝作为阴极，放在电解液中，用直流电进行电解，将所得悬浊液用聚四氟乙烯滤膜抽滤，用去离子水洗涤3~5次，60℃烘干，将烘干后的产物分散于极性非电解质溶剂中，超声分散3~5小时后，静置12~20小时，抽滤收集上层分散液，干燥后得到电化学剥离石墨烯；

将电化学剥离的石墨烯超声分散在极性非质子溶剂中，将金属前驱体和少量水加入到溶液中，室温下搅拌2小时后，转移到水热釜中，在80~200℃下水热反应2~18小时，将产物离心洗涤，干燥，制得电化学剥离石墨烯基金属氧化物；

电化学剥离石墨烯与金属前驱体的质量比例为1:5~25；

金属前驱体与水的质量比例为1:25~100；

所述极性非质子溶剂的用量为60mL，所述水的用量为5g；

所述极性非质子溶剂选自乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、六甲基磷酰三胺、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述直流电的电压范围为3~15V。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电解液选自硫酸铵、硫酸钾、硫酸钠。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述金属前驱体选自金属的氯化物、硝酸盐、硫酸盐、醋酸盐。

7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，电化学剥离石墨烯与金属前驱体的质量比例为1:10。

8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，金属前驱体与水的质量比例为1:50。

9.如权利要求1所述的电化学剥离石墨烯基金属氧化物作为锂离子电池的电极材料的应用，比容量在200次循环后仍能保持在900mAh/g以上。

10.如权利要求1所述的电化学剥离石墨烯基金属氧化物作为钠离子电池和镁离子电池的电极材料的应用。