[发明专利]一种球形中空多孔MnO/C复合材料及其应用

权利要求书

1.一种球形中空多孔MnO/C复合材料，其特征在于：所述球形中空多孔MnO/C复合材料是以天然藻细胞为碳源及模板制得，其合成方法包括：

1）天然藻细胞的预处理：对天然藻细胞进行离心浓缩，用去离子水洗涤藻浓缩液以去除培养液矿物质，将洗涤后的藻浓缩液放入甲醛溶液进行细胞固定处理，处理时间为0.5-2小时，得到预处理过的藻浓缩液；

2）以高锰酸钾和硫酸钠的混合溶液为化学镀液，通过浸渍法使二氧化锰均匀吸附在天然藻细胞表面，得到吸附有二氧化锰的天然藻细胞前驱体；

3）向吸附有二氧化锰的天然藻细胞前驱体添加含还原性碳源的溶液，在化学惰性气体保护下于400-700 ^oC反应1-6小时，即得到球形中空多孔MnO/C复合材料。

2.根据权利要求1所述的球形中空多孔MnO/C复合材料，其特征在于所述天然藻细胞为小球藻、微绿球藻、裂壶藻或金藻。

3.根据权利要求1所述的球形中空多孔MnO/C复合材料，其特征在于所述的甲醛溶液是由体积比1:1的甲醛和去离子水配制而成。

4.根据权利要求1所述的球形中空多孔MnO/C复合材料，其特征在于所述的浸渍法具体如下：将高锰酸钾和硫酸钠的混合溶液加入预处理过的藻浓缩液，浸泡0.1-2小时后将天然藻细胞与溶液分离，干燥后即得到吸附有二氧化锰的天然藻细胞前驱体。

5.根据权利要求1或4所述的球形中空多孔MnO/C复合材料，其特征在于：所述的化学镀液中高锰酸钾和硫酸钠的摩尔比为1:1，总浓度为0.1-5mol/L。

6.根据权利要求1所述的球形中空多孔MnO/C复合材料，其特征在于所述的还原性碳源为葡萄糖、柠檬酸、聚乙烯醇或聚苯乙烯。

7.根据权利要求6所述的球形中空多孔MnO/C复合材料，其特征在于所述的含还原性碳源的溶液以水或N,N-二甲基甲酰胺为溶剂。

8.根据权利要求1或7所述的球形中空多孔MnO/C复合材料，其特征在于所述步骤3）中，还原性碳源与吸附有二氧化锰的天然藻细胞前驱体的投料质量比不大于0.5。

9.根据权利要求1所述的球形中空多孔MnO/C复合材料，其特征在于所述的球形中空多孔MnO/C复合材料具体按照如下步骤合成：

1）天然藻细胞的预处理：采用5000-8000转/分钟的转速离心浓缩天然藻细胞，用去离子水洗涤藻浓缩液以去除培养液矿物质，将洗涤后的藻浓缩液放入甲醛溶液进行细胞固定处理，处理时间为0.5-2小时，得到预处理过的藻浓缩液；所述的甲醛溶液是由体积比1:1的甲醛和去离子水配制而成；

2）将高锰酸钾和硫酸钠的混合溶液加入预处理过的藻浓缩液，浸泡0.1-2小时后将天然藻细胞与溶液分离，洗涤、干燥后即得到吸附有二氧化锰的天然藻细胞前驱体；所述的高锰酸钾和硫酸钠的混合溶液中高锰酸钾和硫酸钠的摩尔比为1:1，总浓度为0.1-5mol/L；

3）向吸附有二氧化锰的天然藻细胞前驱体添加含还原性碳源的溶液，然后置于400-700^oC的固定反应炉中，在化学惰性气体保护下反应1-6小时，即得到球形中空多孔MnO/C复合材料；所述的含还原性碳源的溶液为葡萄糖水溶液、柠檬酸水溶液、聚乙烯醇水溶液或聚苯乙烯的N’-N’二甲基甲酰胺溶液，还原性碳源与吸附有二氧化锰的天然藻细胞前驱体的投料质量比不大于0.5。

10.如权利要求1所述的球形中空多孔MnO/C复合材料作为锂离子电池负极材料的应用。