[发明专利]一种多层核壳结构铝掺杂四氧化三钴及其制备方法

权利要求书

1.一种多层核壳结构铝掺杂四氧化三钴的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1、配制铝盐溶液、钴盐溶液以及含有碳酸根离子的沉淀剂溶液，待用；

步骤2、将步骤1所述的铝盐溶液、钴盐溶液以及含有碳酸根离子的沉淀剂溶液分别以并流的方式加入到反应装置内，进行共沉淀反应，得到多层核壳结构铝掺杂碳酸钴；

其中，所述共沉淀反应过程包括三个阶段：

第一阶段：所述钴盐溶液以V₀的进料速度进料，所述铝盐溶液以V₁的进料速度进料，进行共沉淀反应；

第二阶段：当所述共沉淀反应产物的粒径达到第一设定值d₁时，所述铝盐溶液再以V₂的进料速度进料，继续进行共沉淀反应；

第三阶段：当所述共沉淀反应产物的粒径达到第二设定值d₂时，所述铝盐溶液再以V₃的进料速度进料，继续进行共沉淀反应，直至得到多层核壳结构铝掺杂碳酸钴；

步骤3、对步骤2得到的所述多层核壳结构铝掺杂碳酸钴进行煅烧，得到多层核壳结构铝掺杂四氧化三钴。

2.如权利要求1所述的多层核壳结构铝掺杂四氧化三钴的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述钴盐溶液中钴离子的浓度为1.5～2.5mol/L，所述铝盐溶液中铝离子的浓度为0.1～0.5mol/L。

3.如权利要求1所述的多层核壳结构铝掺杂四氧化三钴的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述含有碳酸根离子的沉淀剂溶液为碳酸氢铵溶液或碳酸铵溶液，所述碳酸氢铵溶液或碳酸铵溶液的浓度均为1～3mol/L。

4.如权利要求1所述的多层核壳结构铝掺杂四氧化三钴的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所述铝盐溶液的进料速度V₁、V₂和V₃满足：V₁＜V₂＜V₃；所述第一设定值d₁与第二设定值d₂满足：d₁＜d₂。

5.如权利要求1所述的多层核壳结构铝掺杂四氧化三钴的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所述钴盐溶液的进料速度V₀满足：30ml/min＜V₀＜50ml/min；所述铝盐溶液的进料速度V₁满足：1ml/min＜V₁＜5ml/min；所述铝盐溶液的进料速度V₂满足：3ml/min＜V₂＜10ml/min；所述铝盐溶液的进料速度V₃满足：5ml/min＜V₃＜15ml/min；所述含有碳酸根离子的沉淀剂溶液的进料速度V₄满足：5ml/min＜V₄＜30ml/min。

6.如权利要求1所述的多层核壳结构铝掺杂四氧化三钴的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所述第一设定值d₁满足：2μm＜d₁＜4μm；所述第二设定值d₂满足：3μm＜d₂＜5μm。

7.如权利要求1所述的多层核壳结构铝掺杂四氧化三钴的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所述反应装置内含有底液，所述底液为去离子水。

8.如权利要求1-7任一项所述的多层核壳结构铝掺杂四氧化三钴的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所述共沉淀反应温度为30～50℃，反应pH为7.0～7.4，反应时间为60～90h。

9.如权利要求8所述的多层核壳结构铝掺杂四氧化三钴的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，所述煅烧温度为450～650℃，煅烧时间为1.5～4h。

10.一种采用如权利要求1-9任一项所述的多层核壳结构铝掺杂四氧化三钴的制备方法制备得到的多层核壳结构铝掺杂四氧化三钴。