[发明专利]一种SnO2/石墨烯复合中空球的制备方法

说明书

本发明公开了一种SnO₂/石墨烯复合中空球的制备方法，所述的SnO₂/石墨烯复合中空球的制备方法是采用硬膜版水热合成的方法与化学气相沉积法两步复合实现，是利用模板法有效控制复合中空球的尺寸及形貌。采用水热合成的方式首次合成SnO₂/石墨烯复合中空球电极材料。本发明通过构建SnO₂/石墨烯复合中空球，极大的提升材料的接触面积与吸附等性能。在充放电过程中，石墨烯机械韧性可以适应材料的体积膨胀和收缩，能够保持电极的完整。在碱性条件下SnO₂/石墨烯复合中空球在泡沫镍电极上的CV及充放电性质。SnO₂/石墨烯复合中空球的比电容量可达到43.30F·g^‑1，具有极好的充放电行为。本发明使用的原料廉价，易于操作，并且设备简单、易于工业化生产。

技术领域

本发明属于电化学功能材料技术领域，具体涉及一种SnO₂/石墨烯复合中空球的制备方法。

背景技术

SnO₂作为典型的n-型半导体材料，对锂离子电池充放电、太阳能存储、气敏材料、光电催化反应都有广泛应用。根据其形貌、尺寸、晶型、物相的不同被应用于不同领域。SnO₂材料有着多样的几何形貌，球形、八面体、片状、花型、带型等等。在众多形貌中，球形纳米粒子结晶程度高有利于光电催化反应，在水溶液中胶体态更稳定，比表面积也高于其他形貌。所以SnO₂球形及衍生的中空、中空复合结构得到广泛的关注。

石墨烯的每个碳原子均为sp²杂化，并贡献剩余一个p轨道电子形成大π电子可以自由移动，赋予石墨烯优异的导电性能，其稳定的类芳香烃苯环结构具有超高的电子迁移率，迁移率可达2*10⁵cm²/(V·s),约为硅中电子迁移率的140倍，其中电导率可达10⁶S/m。超大的比表面积，优异的力学与热学性能。面积为1m²的石墨烯层片可以承受4kg的质量。石墨烯可作为一种典型的二维增强相，在复合材料领域具有潜在的应用价值。

核壳微纳米材料，种类多样，选择性大，可以把不同纳米材料的优良性能叠加起来，起到双重优化的效果。由此，纳米核壳复合结构有着极为广泛的应用前景。微纳米核壳材料由于其微小的尺寸结合特定纳米粒子的生物亲和性能，在医疗生物工程中，作为药物载体被广泛关注，掀起了国内外研究的热潮。在能源方面，核壳材料的可伸缩性，弹性，特殊的光电性能为可代替能源的发展带来希望。核壳纳米结构及中空结构相对实心粒子有着更好的催化活性，其高比表面积、低密度、低质量、价格低廉等优势成为潜在的电池电极催化材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种SnO₂/石墨烯复合中空球的制备方法。

本发明的目的是这样实现的，所述的SnO₂/石墨烯复合中空球的制备方法是采用硬膜版水热合成的方法与化学气相沉积法两步复合实现，具体包括：

A、将高分子聚合微球超声分散到溶液中，加入表面活性剂，再滴加Sn前驱体水溶液，于室温下反应3～8h，离心分离，洗涤2～4次，干燥得到白色粉末 a，然后将白色粉末a进行煅烧得到灰白色粉末b；

B、准备碳源，将灰白色粉末b放入电炉的加热区中央，密封反应室，通入惰性气体，加热反应室温度至700～1000℃，保持惰性气体流量为50～100ml/min，保温60～240min，进行高温预热处理得到黑色粉末，即目标物SnO₂/石墨烯复合中空球。