[发明专利]一种硫代锑酸钠微纳米多级结构材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种硫代锑酸钠微纳米多级结构材料的制备方法，属于纳米材料制备领域，本发明采用均相水热法，水热法易得到结晶性强、形貌特殊、晶粒生长可控且尺寸分布均匀、分散性好的产物，使反应更充分。以水作为溶剂避免了因有机溶剂热蒸发引起的安全危害和对样品纯度的影响，安全性高，反应原料易得，可行性强，工艺设备简单，利用搅拌使反应更充分均匀，是一种条件温和、环境友好、简单低廉的工艺条件，制备的硫代锑酸钠纳米颗粒与纳米棒复合多级结构材料，结晶性较好，纯度高，结晶性强，形貌均匀，经济环保，实用性较强，具有很好的工业化前景。

技术领域

本发明属于纳米材料制备领域，涉及一种硫代锑酸钠微纳米多级结构材料的制备方法，特别涉及一种钠离子电池固态电解质前驱体的制备方法。

背景技术

理想的固态电解质必须具备高离子电导性，优异的化学、电化学稳定性，同时具有较低的合成成本，S-基固态电解质因其较高的离子电导率使其与NASICON固态电解质相比更受欢迎。

Na₃SbS₄结构中NaS₆扭曲的四面体结构和NaS₆十二面体结构交错排列，共面连接；Na₃SbS₄结构中的Na元素在平面通道网络结构中形成-Na(1)-Na(2)-Na(1)-Na(2)-的Na⁺传输通道，Na(2)与邻近四个Na(1)相比具有优先的振动方向，Sb不易出现，Na(1)在XY平面更可能连接Na(2)位点与Z轴方向的Na(1)，在以上的传输通道中Na(2)有5％的空位，这些空位有利于Na+的跃迁；在Z轴方向NaS₆共棱相互连接，因此Na⁺可跳跃传输，Na₃SbS₄中形成Na⁺的三维传输通道，因此其离子电导率可达到10^-3S cm^-1。

硫代锑酸钠(Na₃SbS₄·9H₂O)，也叫斯卡利普斯(Schlippe's)盐，是一种商业用的前驱盐。Na₃SbS₄·9H₂O主要用于制备五硫化锑以及在电解锌过程中清理溶剂以析出金属锌。因Sb⁵⁺(软酸)与软碱S^2-间形成强健，所以Na₃SbS₄·9H₂O中的(SbS₄)^3-离子在环境中较稳定，可在低温热处理温度下去掉结晶水，得到Na₃SbS₄钠离子固态电解质。

纳米结构材料(1～100nm)具有量子尺寸效应，因此纳米结构的半导体光吸收剂由于量子尺寸效应形成可调的能带结构，具有较大的光学吸收系数，同时一个光子可以产生多个激子；另外，一维纳米材料如纳米材料、纳米管、纳米带等大表面的特殊效应使其在熔点、磁性、光学、导热、导电特性等方面所表现出的特性往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。因此，制备多级纳米结构的Na₃SbS₄·9H₂O具有很大的应用价值。

目前报道的制备纳米材料的方法主要有均匀沉淀法[1]、溶胶-凝胶法[2]和固相法[3]，其中，均匀沉淀法所得产物的结晶性相对较弱且产物的尺寸分布不均匀；溶胶-凝胶法反应周期长，而且所得产物后处理比较繁琐；固相法制备的粉体颗粒无团聚、填充性好、成本低、产量大、制备工艺简单，但其能耗大、效率低、粉体不够细、易混入杂质。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种纯度高、结晶性强、形貌均匀的Na₃SbS₄·9H₂O微纳米多级结构材料的制备方法。