[发明专利]一种石墨烯-氧化铁-石墨烯复合结构电池负极材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种石墨烯‑氧化铁‑石墨烯复合结构电池负极材料的制备方法，通过第一步热解法制备石墨烯负载Fe₂O₃，然后通过水浴法在Fe₂O₃表面再覆盖一层石墨烯，最后形成石墨烯‑氧化铁‑石墨烯三明治结构，这种结构可以显著地提高氧化铁的导电性和充放电稳定性，同时这种方法所用到的设备简单，容易实现。

主权项

1.一种石墨烯‑氧化铁‑石墨烯复合结构电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将市售的氧化石墨烯溶解在水中，配置成1～5mg/mL的溶液，然后通过超声处理形成氧化石墨烯分散均匀的悬浊液记为悬浊液A；2)将分析纯的可溶性铁盐和碳源加入到去离子水中，搅拌将铁盐充分溶解，然后加入到悬浊液A中，配置成铁盐和氧化石墨烯的混合溶液B，其中，可溶性铁盐为草酸铁铵或柠檬酸铁铵；碳源为聚乙烯吡咯烷酮或蔗糖，铁盐的浓度为0.05～0.5mol/L，碳源的浓度为1～10mg/mL，氧化石墨烯的浓度为0.5～2.5mg/mL；3)将混合溶液B通过水浴加热蒸发得到前驱物，记为产物C；4)将产物C放入马弗炉中，加热至200～300℃，热解时间为2～4h，得到氧化石墨烯表面负载的氧化铁，记为产物D；5)将产物D加入甲苯中，通过超声分散，然后加入氨丙基三甲氧基硅烷，其中，每50mL甲苯中加入0.5g产物D，且甲苯与氨丙基三甲氧基硅烷的体积比为50：(0.1～1)，然后通过回流反应得到氨丙基三甲氧基硅烷修饰的Fe₂O₃/氧化石墨烯，回流反应具体为在50～90℃下回流6‑12h，记为产物E；6)将氧化石墨烯溶于水中配置成氧化石墨烯悬浊液，超声处理后加入产物E，其中产物E与氧化石墨烯的质量比为(10～20):1，一次搅拌后加入水合肼，二次搅拌至反应结束，将产物洗涤干燥，即得到石墨烯‑氧化铁‑石墨烯复合结构电池负极材料。