[发明专利]一种复合材料的绿色制备方法

说明书

本发明公开了一种复合材料的绿色制备方法，将一定量的金属可溶盐、氧化剂、去离子水混合，搅拌形成前驱液，然后，将前驱液转移至水热反应器中，并加入多孔金属反应物，置于密闭水热反应器中，进行水热反应，最后，冷却至室温，取出反应后的产物，将产物用去离子水多次冲洗后，烘干，即获得复合材料。本发明原料易得、成本低廉、毒性较低；反应温度低，反应时间段；使用水热反应釜进行水热反应，安全环保、工艺简单；适用于大规模工业生产。制备的复合材料可以提供较多的孔结构和较高的比表面积，使其成为优良的催化剂材料；由于该复合材料导电性好、结构均一、比表面积大、不需要粘结剂，使其展现出优异的电性能。

技术领域

本发明属于复合材料制备领域，具体涉及一种复合材料的绿色制备方法。

背景技术

复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。金属氢氧化物低毒、环境友好、价格便宜、储量丰富、理论比容量高、在碱性电解液中稳定性好，是目前研究最多的材料。至少有一种组成成分为金属氢氧化物的复合材料禁带宽度较小，可以改善材料的电导率、缩短离子和电子的扩散路径，广泛应用电极材料领域；而又因为其具有多孔结构和较高的比表面积；可以作为催化剂使用。此类复合材料中研究较多的是镍基复合材料。

当前镍基复合电极材料常用的制备方法有化学沉淀法、水热法、电沉积法、溶胶/凝胶法。然而，这些制备方法仍然存在各方面的不足，如合成效率低、操作复杂、设备要求高、原料成本昂贵、能源消耗大、污染环境等，限制着此类电极材料的进一步发展和应用。例如，专利CN 105895383 A采用电沉积法制备镍基复合电极材料，其缺点是制备工艺复杂，产生大量废液。此外，镍基复合材料电极片的制备工艺主要采用涂覆法、直接沉积法。涂覆法由于使用了粘结剂使电极的导电性大幅度降低，电极的有效利用率降低；直接沉积法虽然免去了粘结剂，但是往往会生产出结构不均一的电极材料，造成电极材料的电容量下降。

因此，开发一种方便实用、节能环保、原料易得的复合材料的制备方法成为目前的热点方向。

发明内容

本发明提供了一种复合材料的绿色制备方法，尤其是至少有一种组成成分为金属氢氧化物的复合材料的绿色制备方法。

本发明的复合材料的绿色制备方法是：将一定量的金属可溶盐、氧化剂、去离子水混合，搅拌形成前驱液，然后，将前驱液转移至水热反应器中，并加入多孔金属反应物，封装水热反应器，进行水热反应，最后，冷却至室温，取出反应后的产物，将产物用去离子水多次冲洗后，烘干，即获得复合材料。

作为优选的，所述的复合材料至少有一种组成成分为金属的氢氧化物。

作为优选的，所述的金属可溶盐为钴盐、锰盐、亚铁盐中的一种或多种。

作为优选的，所述的氧化剂为过氧化物。

作为优选的，所述的多孔金属反应物为泡沫镍、泡沫铜或泡沫镍铜。

作为优选的，所述的氧化剂的摩尔量多于金属可溶盐与多孔金属反应物的摩尔量之和。

作为优选的，所述的水热反应反应温度小于100℃，反应时间为1-6h。

进一步的，所述的进行水热反应是指金属可溶盐、氧化剂和多孔金属反应物在水热反应条件下发生原位氧化反应。

进一步的，所述的金属可溶盐为钴盐、锰盐；所述的氧化剂为过氧化氢；所述的多孔金属反应物为泡沫镍；所述的金属可溶盐、氧化剂和多孔金属反应物在水热反应条件下发生原位氧化反应，所述的水热反应反应温度为70-100℃，反应时间为1-6h；表面生长出所述的复合材料为以泡沫镍为基底的至少有一种组分为氢氧化镍的复合材料。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：