[发明专利]一种金属元素掺杂BiOF材料的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种金属元素掺杂BiOF材料的制备方法，其特征在于，所述的掺杂BiOF材料应用于碱性二次电池中，所述的掺杂BiOF材料由厚度为2~100nm纳米片或纳米颗粒构成，比表面积为3~300m²/g，所制备材料中掺杂金属元素与铋元素的摩尔比为(0.01~0.3):1；其制备方法包括如下步骤：

(1)将铋酸盐、掺杂源、还原剂、氟源、分散剂按1:(0.01~0.3):(0.25~2):(0.25~2):(0.001~0.3)的摩尔比为混合均匀，得到原料混合物；

(2) 将步骤(1)得到的原料混合物和磨球按1:(0.5~100)的质量比放入球磨罐中，在保护气氛下球磨0.2h~20h；

(3) 将步骤(2)得到的球磨混合物置于高温炉中在100~600℃下热处理0.5~10h，将热处理后的产物分别用蒸馏水和无水乙醇进行洗涤除杂，然后进行固液分离和干燥，即得金属元素掺杂BiOF材料；

所述的还原剂为掺杂源金属元素的还原态物质、金属铋粉、碳粉、亚硫酸盐、甲醛、多聚甲醛、甲酸、还原糖、苯酚中的一种或两种以上；

所述的氟源为氟化钠、氟化钾、氟化铵、氟化氢铵、氟化氢一种或两种以上；

所述分散剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、三乙醇胺、乙二醇、丙三醇、非离子型表面活性剂、糖类物质、可溶性淀粉中的一种或两种以上。

2.根据权利要求1所述的金属元素掺杂BiOF材料的制备方法，其特征在于，所述的铋酸盐为铋酸钠、铋酸锂、铋酸钾中的一种或两种以上。

3.根据权利要求1所述的金属元素掺杂BiOF材料的制备方法，其特征在于，掺杂源金属元素为铁、铜、镍、钴、钛、锰、稀土中的一种或两种以上，掺杂源为这些金属元素的单质、氧化物、氢氧化物、草酸盐、醋酸盐、柠檬酸盐、硝酸盐、碳酸盐、硫酸盐、卤化物中的一种或两种以上。

4.根据权利要求2所述的金属元素掺杂BiOF材料的制备方法，其特征在于，所述的球磨过程中的保护气氛为氮气、氩气、二氧化碳、空气中的一种或两种以上；球磨机的转速为30~3000rpm。

5.根据权利要求2所述的金属元素掺杂BiOF材料的制备方法，其特征在于，所述的球磨机选自市场上的各种机型；所述的磨球为玛瑙球、刚玉球、氧化锆球、瓷球、不锈钢球中的一种或两种以上。