[发明专利]一种MoO2/SnO2复合石墨烯包覆棉碳纤维材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种MoO₂/SnO₂复合石墨烯包覆棉碳纤维材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将无纺棉浸入氧化石墨(GO)溶液中进行超声处理；（2）冷冻后进行冷冻干燥处理，得到氧化石墨烯包覆无纺棉纤维；（3）磷钼酸和氯化亚锡溶于无水乙醇溶液中，将氧化石墨烯包覆无纺棉纤维浸入上述溶液，取出后放入干燥箱中烘干；（4）放入炉中，通入保护气体，600℃～1100℃保温1～10 h；（5）停止加热，继续通入保护气体，待炉温降低至室温，取出样品，即得MoO₂/SnO₂复合石墨烯包覆棉碳纤维材料。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其涉及的是一种MoO₂/SnO₂复合石墨烯包覆棉碳纤维材料的制备方法。

背景技术

由于环境污染和能源消耗的加剧，开发利用新的可持续清洁能源成为全球科学家研究的热点，高性能的化学能源作为一种清洁高效的能源储存于转换器件在能源和环境保护方面占有重要的地位，并已成为世界各国竞相发展的领域之一。在众多清洁能源中，锂离子电池由于其高能量密度、高功率密度、使用寿命长和无记忆效应等特性，成为各国研究的热点。

锂离子电池由四部分组成：正极、负极、电解液和隔膜。在这四部分之中，负极电极材料的性能影响电池整体性能。目前，商业化负极材料主要为石墨，然而石墨的理论容量较低，难以满足新型电子器件对高性能电池的需求。MoO₂和SnO₂作为金属氧化物具有较高的理论比容量，是近些年研究的热电，但是单纯利用MoO₂和SnO₂作为电极材料，由于材料电导性较低，因此材料的循环稳定性较差。碳化纤维和石墨烯作为具有优异的电传输特性，与金属氧化物进行复合可以有效提升材料总体电导率，增强金属氧化物的循环稳定性。同时碳化纤维具有大量的空隙，有利于电解液和电子的传输，因此利用MoO₂/SnO₂与石墨烯和碳化纤维进行复合，可以制备出具有优异性能的锂离子电池负极材料。

因此，研究一种操作简单，工艺要求不苛刻，可实现高质量、大规模制备MoO₂/SnO₂复合石墨烯与碳化纤维的负极材料，是目前科技工作者和产业界工程人士的关注热点。

发明内容

本发明的技术目的是针对上述锂离子电池负极材料制备技术的现状，提供了一种工艺简单的MoO₂/SnO₂复合石墨烯包覆棉碳纤维新型结构材料的方法。

本发明技术方案如下：

一种MoO₂/SnO₂复合石墨烯包覆棉碳纤维材料的制备方法，包括以下步骤：

(1) 将无纺棉浸入氧化石墨(GO)溶液中，超声处理；

(2) 冷冻后进行冷冻干燥处理，得到氧化石墨烯包覆无纺棉纤维；

(3) 磷钼酸和氯化亚锡溶于无水乙醇溶液中，将氧化石墨烯包覆无纺棉纤维浸入上述溶液，取出后放入干燥箱中烘干；

(4) 放入炉中，通入保护气体，600℃～1500 ℃保温1～10 h；

(5) 停止加热，继续通入保护气体，待炉温降低至室温，取出样品，即得MoO₂/SnO₂复合石墨烯包覆棉碳纤维材料。

所述的制备方法，所述无纺棉为天然棉花制成的无纺棉；

所述的制备方法，所述步骤(1)中GO浓度为0.5~15 mg/ml；

所述的制备方法，所述步骤(1)中GO为Hummers法制备的GO；