[发明专利]碱金属掺杂的普鲁士蓝类材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碱金属掺杂的普鲁士蓝类材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a：将十水合亚铁氰化钠、碱金属盐、络合剂、表面活性剂和混合辅助溶剂制成前驱溶液A；

步骤b：将过渡金属盐、络合剂和酸制成前驱溶液B；

步骤c：将所述前驱溶液B加入前驱溶液A中反应得到所述碱金属掺杂的普鲁士蓝类材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a中所述前驱溶液A中，十水合亚铁氰化钠的浓度为0.01-5mol/L、碱金属盐的浓度为0.001-1mol/L、络合剂的浓度为0.02-5mol/L、表面活性剂的浓度为0.0001-0.002mol/L；

优选地，步骤b中所述前驱溶液B中，过渡金属盐的浓度为0.01-5mol/L、络合剂的浓度为0.02-5mol/L和酸的浓度为0.05-2mol/L。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱金属盐包括钾盐、铷盐和铯盐中至少一种；

优选地，所述混合辅助溶剂包括去离子水、丙三醇、乙二醇、乙腈、乙醇、乙酸、乙醇胺、正丁醇、甲醇、甲酸、丙醇、乙二胺和环己烷中的至少一种；

优选地，所述络合剂包括六偏磷酸钠、三乙醇胺、柠檬酸钠、2,2’-联吡啶、氨三乙酸钠、1-10-邻菲罗啉、乙二胺、乙二胺四甲叉磷酸钠、乙二胺四乙酸、二乙烯三胺、酒石酸和氨三乙酸中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述过渡金属盐包括铁盐、锰盐、钴盐、镍盐、铜盐和锌盐中至少一种；

优选地，所述过渡金属盐包括乙酸盐、氟化盐、氯化盐、碘化盐、硝酸盐、硫酸盐和草酸盐中的至少一种；

优选地，所述酸包括冰乙酸、盐酸、苯甲酸和柠檬酸中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括在步骤a中加入表面活性剂；

优选地，所述表面活性剂包括聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤c中所述加入的方式包括滴加；

优选地，所述滴加的流速为20uL/min～2000uL/min；

优选地，步骤c中反应的时间为2h-24h；

优选地，步骤c中反应的温度为25℃-100℃；

优选地，所述反应在惰性气体保护下进行；

优选地，所述惰性气体包括氮气和/或氩气。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤c中还包括反应后的陈化过程；

优选地，所述陈化的时间为2h-24h。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，还包括在陈化后的分离过程；

优选地，所述分离的方式包括离心；

优选地，所述离心的转速为3500rpm-8000rpm，所述离心的时间为3-10min；

优选地，还包括在离心后的干燥过程；

优选地，所述干燥包括真空干燥；

优选地，所述真空干燥的真空度为90-150Pa；

优选地，所述真空干燥的时间为12h-24h；

优选地，所述真空干燥的温度为80℃-160℃。

9.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到的碱金属掺杂的普鲁士蓝类材料。

10.根据权利要求9所述的碱金属掺杂的普鲁士蓝类材料在钠离子电池中的应用。