[发明专利]一种超薄二维非晶非贵金属氧化物材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种超薄二维非晶非贵金属氧化物材料的制备方法，包括以下步骤：将无机盐和非贵金属有机化合物的固体粉末混合均匀，煅烧，去离子水洗涤后，得到超薄非晶非贵金属氧化物纳米片。本发明以非贵金属有机化合物为前驱体，无机盐为模板，只需通过混合后煅烧的方法便可以制得一系列超薄二维非晶态的非贵金属氧化物纳米片，制备方法简单易行并且可广泛适用于多种非贵金属元素，操作简便，产率较高，价格低廉，是合成超薄二维非晶非贵金属氧化物材料通用的方法。其中，非晶态的铁的氧化物纳米材料应用于钠离子电池的负极材料，表现出优异的循环稳定性和倍率性能，有助于推进钠离子电池的发展。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，尤其涉及一种超薄二维非晶非贵金属氧化物材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着社会发展，利用可再生能源替代化石能源以及高效储存清洁能源已经成为人们目前研究能源问题所面临的主要挑战。为了解决这些问题，人们致力于发展以可充电电池为代表的储能系统。相对于锂离子电池，由于钠元素储量丰富而且价格便宜的优点，钠离子电池具有更好的发展前景。近些年来，氧化铁因其高的比容量作为电极材料逐渐受到人们的关注，其氧化态的多电子氧化还原反应使其作为钠离子电池电极材料时具有600-1000mAhg^-1的比容量，远高于石墨。但是，这类材料在充放电循环过程中会遭受很大的体积膨胀从而导致电极材料结构的破坏以及循环性能的快速衰减。因而提高氧化铁作为钠离子电池负极材料的循环稳定性是目前研究的重点。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种超薄二维非晶非贵金属氧化物材料及其制备方法和应用，可广泛适用于多种非贵金属元素，操作简便。

本发明提供了一种超薄二维非晶非贵金属氧化物材料的制备方法，包括以下步骤：

将无机盐和非贵金属有机化合物的固体粉末混合均匀，煅烧，去离子水洗涤后，得到超薄非晶非贵金属氧化物纳米片。

本发明以无机盐为模板，以限制金属氧化物沿所选方向的生长，以非贵金属有机化合物作为前驱体，利用在特定温度下非晶态物质的稳定性，将非贵金属有机化合物前驱体转变为非晶态材料，同时利用无机盐作为模板，制备得到超薄非晶非贵金属氧化物纳米片材料。

其中，所述无机盐优选为NaNO₃或KBr。

所述非贵金属有机化合物优选为非贵金属离子的乙酰丙酮盐。所述非贵金属离子优选为Fe、Co、Ni、Cu、In、Zn和Mn中的一种或多种。

即所述非贵金属有机化合物优选为Fe(C₅H₇O₂)₃、Co(C₅H₇O₂)₃、Ni(C₅H₇O₂)₂、Cu(C₅H₇O₂)₂、In(C₅H₇O₂)₃、Zn(C₅H₇O₂)₂、Mn(C₅H₇O₂)₂中的一种或多种。

所述无机盐和非贵金属有机化合物的质量比优选为(1.5～20)：1。

优选的，所述制备方法具体包括以下步骤：

A)将无机盐和非贵金属有机化合物的固体粉末分散于乙醇溶液中，得到混合溶液；

B)将步骤A)得到的混合溶液经烘干处理，得到无机盐和非贵金属有机化合物的固体混合粉末；