[发明专利]一种过渡金属合金/多维碳基复合电极材料的制备方法及应用

权利要求书

1.一种过渡金属合金/多维碳基复合电极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将尿素、二氰二胺、三聚氰胺或氰胺高温热处理制备得到杂原子掺杂的二维碳材料；然后浸没于盐酸溶液中进行表面改性，室温下搅拌12-24h；

(2)将一维碳结构分散在[C_nmim]X离子液体溶液中，室温下搅拌；

(3)将过渡金属盐溶于水中，形成过渡金属盐溶液，然后加入一定量的聚乙烯醇；

(4)在持续搅拌的情况下，将步骤(2)和(3)所得的混合溶液陆续缓慢加入步骤(1)的溶液中，室温下搅拌一定时间后，得到灰绿色混合溶液，然后放入40-80℃的电热鼓风干燥箱中烘干，得到蓝绿色固体备用；

(5)将步骤(4)中的灰绿色固体放入带盖的瓷坩埚中，真空氛围下在700-900℃的管式炉高温热处理15-30min，待自然冷却到室温得到黑色粉末，再用稀释过的酸性溶液对上述黑色粉末过夜处理并用去离子水洗涤至中性，待干燥后以上述同样的方法高温热处理15-30min得到最终过渡金属合金/多维碳基复合电极材料。

2.如权利要求1所述的过渡金属合金/多维碳基复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，盐酸溶液的浓度为8-12g·mL^-1。

3.如权利要求1所述的过渡金属合金/多维碳基复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，[C_nmim]X离子液体为[C₁₆mim]Cl，所述离子液体的浓度为0.01g·mL^-1；所述一维碳结构为碳纳米线、单壁或多壁碳纳米管。

4.如权利要求3所述的过渡金属合金/多维碳基复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述一维碳结构为多壁碳纳米管MWCNTs。

5.如权利要求1所述的过渡金属合金/多维碳基复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，过渡金属盐为铁盐、钴盐、铜盐、锰盐、镍盐、钼盐、铬盐或锌盐中的两种或两种以上；所述的聚乙烯醇为PEG-2000。

6.如权利要求5所述的过渡金属合金/多维碳基复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述过渡金属盐为镍盐和钴盐的混合物，镍盐为氯化镍、硝酸镍、乙酸镍中的任意一种；钴盐为氯化钴、硝酸钴、乙酸钴中的任意一种。

7.如权利要求1所述的过渡金属合金/多维碳基复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，一维碳结构、杂原子掺杂的二维碳材料、过渡金属盐、聚乙烯醇的质量之比为：1：5-15：20-40：20-30。

8.如权利要求1所述的过渡金属合金/多维碳基复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，酸性溶液为稀盐酸。

9.将权利要求1～8任一项所述制备方法制得的过渡金属合金/多维碳基复合电极材料用于空气电池的用途。