[发明专利]一种花状纳米Fe掺杂ZnCo2

权利要求书

1.一种花状纳米Fe掺杂ZnCo₂O₄负载石墨烯的负极材料，其特征在于：所述花状纳米Fe掺杂ZnCo₂O₄负载石墨烯的负极材料制备方法如下：

(1)向去离子水和乙二醇混合溶剂中加入硝酸锌、硝酸钴、硝酸铁和尿素，搅拌1-2h，置于微波反应装置中，加热至130-150℃，反应30-60min，制备得到花状纳米Fe掺杂ZnCo₂O₄；

(2)向去离子水中加入氧化石墨烯，超声分散均匀后加入氨水，调节溶液pH至10-11，再加入乙二胺，在氮气氛围中，加热至90-110℃，回流反应12-24h，制备得到氨基功能化石墨烯；

(3)向乙醚溶剂中加入氨基功能化石墨烯、六氯环三磷腈和吡啶，在冰水浴中反应12-24h，再加入乙醇溶剂，在室温下搅拌反应24-48h，制备得到环三磷腈功能化石墨烯；

(4)将环三磷腈修饰石墨烯置于气氛炉中，进行高温热处理，制备得到N,P共掺杂石墨烯；

(5)向去离子水中加入N,P共掺杂石墨烯和花状纳米Fe掺杂ZnCo₂O₄，超声分散均匀后将溶液倒入反应釜中，加热至160-180℃，反应6-12h，制备得到花状纳米Fe掺杂ZnCo₂O₄负载石墨烯；

(6)向反应瓶中加入N-甲基吡咯烷酮溶剂、花状纳米Fe掺杂ZnCo₂O₄负载石墨烯、乙炔黑和聚偏氟乙烯，混合均匀后涂覆在泡沫镍表面并干燥，制备得到花状纳米Fe掺杂ZnCo₂O₄负载石墨烯的锂离子电池负极材料。

2.根据权利要求1所述的一种花状纳米Fe掺杂ZnCo₂O₄负载石墨烯的负极材料，其特征在于：所述步骤(1)中硝酸锌、硝酸钴、硝酸铁和尿素的物质的量比为1:1.65-1.85:0.15-0.35:12-15，Fe掺杂ZnCo₂O₄的分子式为ZnFe_0.15-0.35Co_1.65-1.85O₄。

3.根据权利要求1所述的一种花状纳米Fe掺杂ZnCo₂O₄负载石墨烯的负极材料，其特征在于：所述步骤(1)中微波反应装置包括微波发射器，微波反应装置内部固定连接有电机，电机活动连接有旋转轴，旋转轴上方活动连接有底座，底座上方设置有反应瓶，底座内部活动连接有滑块，滑块活动连接有移动板。

4.根据权利要求1所述的一种花状纳米Fe掺杂ZnCo₂O₄负载石墨烯的负极材料，其特征在于：所述步骤(2)中氧化石墨烯和乙二胺的质量比为100:25-60。

5.根据权利要求1所述的一种花状纳米Fe掺杂ZnCo₂O₄负载石墨烯的负极材料，其特征在于：所述步骤(3)中氨基功能化石墨烯、六氯环三磷腈和吡啶的质量比为10:80-120:200-300。

6.根据权利要求1所述的一种花状纳米Fe掺杂ZnCo₂O₄负载石墨烯的负极材料，其特征在于：所述步骤(4)中高温热处理为氮气氛围，在800-900下热处理2-3h。

7.根据权利要求1所述的一种花状纳米Fe掺杂ZnCo₂O₄负载石墨烯的负极材料，其特征在于：所述步骤(5)中N,P共掺杂石墨烯和花状纳米Fe掺杂ZnCo₂O₄的质量比为40-80:10。