[发明专利]四氧化三钴纳米带@氮掺杂石墨烯杂化材料的制备方法

权利要求书

1.一种四氧化三钴纳米带@氮掺杂石墨烯杂化材料的制备方法，其特征在于步骤如下：

（1）称取一定量的氧化石墨烯在超声条件下分散于体积比为1:0.2～0.7的去离子水和乙二醇混合溶剂中，经超声分散后，加入称取的六水合硝酸钴，经充分溶解后，再加入称取的尿素，制得混合溶液；氧化石墨烯和六水合硝酸钴的质量比为：0.25～0.5:1；所述步骤（1）中氧化石墨烯在溶剂中经超声分散30～150 min后，在超声搅拌条件下将称取的六水合硝酸钴分5～10次加入，继续超声搅拌20～30 min后，将称取的尿素分5～10次加入，继续超声搅拌20～30 min，形成混合溶液；搅拌速率为350～550 r/min；

（2）将（1）中的混合溶液转移至水热釜中，并在设定温度下反应至设定时间后，自然冷却至室温，经洗涤、干燥后得到前驱体材料；所述步骤（2）中反应温度为160～220 ℃；反应时间为8～24 h；所述前驱体材料是碱式碳酸钴纳米带@氮掺杂石墨烯材料；碱式碳酸钴纳米带长度为10～30 μm，宽度为1～2 μm，厚度10～50 nm；

将（2）中得到的前驱体材料在惰性气体保护下，先在300～350 ℃下进行预处理，反应2～3 h后，再将温度提升至450～550 ℃，继续反应5～8 h，自然冷却至室温，制得四氧化三钴纳米带@氮掺杂石墨烯杂化材料。

2.根据权利要求1所述的四氧化三钴纳米带@氮掺杂石墨烯杂化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）六水合硝酸钴和尿素的摩尔比为：1:3～8；氧化石墨烯的分散、六水合硝酸钴及尿素的溶解是在50-80 ℃下进行。

3.根据权利要求1所述的四氧化三钴纳米带@氮掺杂石墨烯杂化材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中洗涤采用去离子水和乙醇体积比1:0.1～0.9混合溶液，洗涤5～8次；干燥条件为60～80 ℃下处理12～24 h。

4.根据权利要求1所述的四氧化三钴纳米带@氮掺杂石墨烯杂化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中惰性气体为氮气或氩气。

5.如权利要求1所述制备方法制备得到的四氧化三钴纳米带@氮掺杂石墨烯杂化材料的应用，其特征在于所述杂化材料作为负极活性材料应用于锂离子二次电池。