[发明专利]铁钴氧化物/石墨烯复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1. 一种铁钴氧化物/石墨烯复合材料，其特征在于，所述复合材料是在石墨烯上负载有形貌规整、粒径分布均匀的铁钴氧化物纳米球状颗粒，其中铁钴氧化物的平均粒径为50~200nm，所述复合材料的比表面积为1.76-64 m²/g；所述铁钴氧化物为CoFe₂O₄；所述复合材料的制备方法具体包括如下步骤：

步骤一，称取氧化石墨烯粉末，并加入水中，充分混合均匀，得到均匀分散的氧化石墨烯溶液；

步骤二，将三价铁盐、二价钴盐、抗坏血酸、乙酸钠以及水合肼溶于水中，得到混合溶液；然后将所述混合溶液加入至所述氧化石墨烯溶液中，从而得到反应前驱体溶液；

步骤三，将所述反应前驱体溶液转移至水热反应釜中并进行水热反应，得到水热产物；

步骤四，所述水热产物经洗涤、干燥后得到所述铁钴氧化物/石墨烯复合材料。

2.根据权利要求1所述的铁钴氧化物/石墨烯复合材料，其特征在于，步骤一和步骤二中，所述氧化石墨烯溶液、所述混合溶液以及所述反应前驱体溶液的获得均是在室温下进行的。

3.根据权利要求2所述的铁钴氧化物/石墨烯复合材料，其特征在于，步骤一中，所述氧化石墨烯和水是在超声条件下进行充分混合的。

4. 根据权利要求3所述的铁钴氧化物/石墨烯复合材料，其特征在于，所述超声的功率为20-300 W，所述超声的时间为0.5-2h。

5.根据权利要求1所述的铁钴氧化物/石墨烯复合材料，其特征在于，步骤一中，所述氧化石墨烯在所述氧化石墨烯溶液中的浓度为0.5-2g/L。

6.根据权利要求1所述的铁钴氧化物/石墨烯复合材料，其特征在于，步骤二中，所述三价铁盐中Fe³⁺、二价钴盐中Co²⁺、抗坏血酸、乙酸钠和水合肼的摩尔比为1:0.45-0.55:3-8:0.1-25:3-20。

7. 根据权利要求6所述的铁钴氧化物/石墨烯复合材料，其特征在于，步骤二中，在所述混合溶液中，所述三价铁盐的浓度为20-45 g/L，所述二价钴盐的浓度为10-30g/L。

8.根据权利要求1所述的铁钴氧化物/石墨烯复合材料，其特征在于，步骤二中，所述三价铁盐为六水合三氯化铁和/或乙酸铁；所述二价钴盐为硝酸钴、氯化钴、乙酸钴中的一种或几种的混合物。

9.根据权利要求8所述的铁钴氧化物/石墨烯复合材料，其特征在于，步骤二中，所述三价铁盐、二价钴盐、抗坏血酸、乙酸钠以及水合肼和水的混合是在搅拌条件下进行的。

10.根据权利要求9所述的铁钴氧化物/石墨烯复合材料，其特征在于，步骤二中，所述搅拌时间为0.5-24h。

11.根据权利要求1所述的铁钴氧化物/石墨烯复合材料，其特征在于，在所述反应前驱体溶液中，氧化石墨烯、三价铁盐和二价钴盐的质量比为0.01:1-0.6:1。

12.根据权利要求1所述的铁钴氧化物/石墨烯复合材料，其特征在于，步骤三中，所述水热反应的时间为6-24h，所述水热反应的温度为130-180℃。

13.根据权利要求1所述的铁钴氧化物/石墨烯复合材料，其特征在于，步骤四中，所述洗涤是依次用无水乙醇和蒸馏水进行交替洗涤，所述干燥为真空干燥。

14.根据权利要求13所述的铁钴氧化物/石墨烯复合材料，其特征在于，所述真空干燥的时间为6-24h，所述真空干燥的温度为50-90℃。

15.权利要求1-14中任一项所述铁钴氧化物/石墨烯复合材料在锂离子电池中作为负极材料的应用。