[发明专利]铁基复杂氧化物/石墨烯复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种铁基复杂氧化物/石墨烯复合材料，其特征在于，为层状结构，由纳米级铁基复杂氧化物和石墨烯组成，铁基复杂氧化物的通式为MFe₂O₄，其中M为Mn、Co、Cu或Ni。

2.根据权利要求1所述的铁基复杂氧化物/石墨烯复合材料，其特征在于，所述的复合材料中石墨烯的重量百分含量为0.4％～14％。

3.根据权利要求1所述的铁基复杂氧化物/石墨烯复合材料，其特征在于，所述的纳米级铁基复杂氧化物的颗粒直径为5纳米～15纳米。

4.根据权利要求1所述的铁基复杂氧化物/石墨烯复合材料，其特征在于，所述的纳米级铁基复杂氧化物颗粒分散于石墨烯片层中，各石墨烯片层形成层状结构。

5.根据权利要求4所述的铁基复杂氧化物/石墨烯复合材料，其特征在于，所述的复合材料中纳米级铁基复杂氧化物颗粒均匀分散于石墨烯片层中，各石墨烯片层形成层状结构。

6.根据权利要求1～5任一项所述的铁基复杂氧化物/石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将三价Fe盐与二价M盐按Fe³⁺和M²⁺摩尔比为2∶1溶于去离子水或有机溶剂中，得到Fe³⁺和M²⁺总浓度为0.015mol/L～0.15mol/L的溶液，再加入GO，经超声分散得到混合溶液；

所述的GO的加入量为铁基复杂氧化物MFe₂O₄理论重量的1％～35％；

其中M＝Mn、Co、Cu或Ni；

2)将步骤1)的混合溶液中加入碱性调节剂将pH值调至8～9.5，然后密封升温至190℃～280℃，反应22小时～48小时后冷却，收集固体产物，经去离子水和无水乙醇交替反复洗涤，干燥，得到层状结构的铁基复杂氧化物/石墨烯复合材料。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的三价Fe盐为三价Fe的氟化物、三价Fe的氯化物、三价Fe的硝酸盐、三价Fe的硫酸盐、三价Fe的草酸盐、三价Fe的醋酸盐或所述任意一种盐的水合物；

所述的二价M盐为二价M的氟化物、二价M的氯化物、二价M的硝酸盐、二价M的硫酸盐、二价M的草酸盐、二价M的醋酸盐或所述任意一种盐的水合物。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂是丙三醇、甲醇、乙二醇、1-丁醇、N，N-二甲基甲酰胺、吡啶、乙二胺、苯或甲苯。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的碱性调节剂是氨水、乙醇胺水溶液、氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液。

10.根据权利要求1、2、3、4或5所述的铁基复杂氧化物/石墨烯复合材料在作为锂离子电池负极材料中的应用。