[发明专利]磷化铁纳米片与生物质碳复合材料的制备方法及应用

权利要求书

1.一种磷化铁纳米片与生物质碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)生物质碳膜制备：将玉兰树叶置于石墨片之间，然后于700～800℃环境温度下进行1～2小时退火处理，接着置于碱溶液中处理1～2小时，再置于酸溶液中处理9～10h，形成碳膜；

(2)电解液的制备：将不同摩尔比的七水合硫酸铁与次亚磷酸钠混合并溶于甘氨酸与草酸的混合液中，调节溶液的pH值范围为2～3，得到基础电解液；

(3)复合材料的制备：将步骤(1)得到的生物质碳膜作为工作电极，铂片作为对电极，Ag/AgCl作为参比电极，以步骤(2)得到的溶液作为电沉积电解液，密封电解池中，进行电沉积到的复合材料，得到的复合材料用去离子水冲洗若干次；

(4)复合材料晶体结构的强化：将步骤(3)得到的复合材料置于管式炉内，通入氮气保护气体，升温速率为1～2℃/min,升温到250～300℃并保温1～2小时后自然冷却至室温。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述碱溶液为2～3mol/LKOH水溶液，形成的碳膜与KOH水溶液中的KOH的质量比为1：2～4。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的酸溶液为0.5～1mol/L HCl水溶液中。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，七水合硫酸铁与次亚磷酸钠的摩尔比为1：2～2：1；甘氨酸与草酸的摩尔比为(2.2～8.8):0.1；七水合硫酸铁与次亚磷酸钠的混合溶液与甘氨酸与草酸的混合液的体积比为1:1。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中电沉积条件：电沉积电位：-1.0V～-1.5V；电沉积时间为20min～1h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)氮气保护气体以0.1～0.2L/min的进气量通入。

7.权利要求1所述方法制备的磷化铁纳米片/生物质碳复合材料作为钠离子电池电极材料的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，将该复合材料直接作为钠离子电池负极片，采用玻璃纤维膜为隔膜，电解液为1mol/L NaClO₄，溶剂为等体积的碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的混合物，溶剂含有体积百分比为5％的氟代碳酸乙烯酯作为添加剂，在充满氩气的手套箱中装配成CR2032扣式钠离子电池。