[发明专利]一种高熵层状金属氧化物及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高熵层状金属氧化物，其特征在于，包括Li⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Ni³⁺、Co³⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Mn³⁺、Mn⁴⁺、Ti⁴⁺、Sn⁴⁺、Sb⁵⁺中的至少5种，所述金属氧化物的分子式为：Na_xLi_yCu_zNi_aCo_bFe_cAl_dMn_eTi_fSn_gSb_k，其中，0.5≤x≤1，0≤y、z、a、b、c、d、e、f、g、k≤0.2，且每种金属元素的原子数占总金属原子数的5～35％，所述金属氧化物为O3或P2相氧化物。

2.根据权利要求1所述的高熵层状金属氧化物，其特征在于，所述金属氧化物的分子式为：Na_0.73(CuNiFeMnTiSb)_1/6O₂、Na_0.76(Ni_0.12Cu_0.12Fe_0.18Co_0.18Mn_0.1Ti_0.1Sn_0.1Sb_0.1)O₂、Na_0.88(Ni_0.18Cu_0.18Fe_0.12Al_0.12Mn_0.1Ti_0.1Sn_0.1Sb_0.1)O₂、Na(LiNiCoMnTiSn)_1/6O₂、Na_0.6(CuNiMnTiSb)_0.2O₂、Na_0.6(LiCoMnTiSb)_0.2O₂或Na_0.6(LiNiMnTiSb)_0.2O₂。

3.权利要求1或2所述的高熵层状金属氧化物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将至少5种金属化合物和钠源按化学计量比在易挥发有机溶剂中球磨混合，烘干，得到前驱体粉末；

S2、将所述前驱体粉末在空气中高温烧结，然后冷却，研磨，得到所述金属氧化物；

其中，所述金属化合物为Li⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Ni³⁺、Co³⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Mn³⁺、Mn⁴⁺、Ti⁴⁺、Sn⁴⁺、Sb⁵⁺的化合物。

4.根据权利要求3所述的高熵层状金属氧化物的制备方法，其特征在于，步骤S1种，将所需化学计量100wt％～110wt％的钠源和所述金属化合物混合；若含有Li⁺，则添加100wt％～110wt％的含锂化合物。

5.根据权利要求3所述的高熵层状金属氧化物的制备方法，其特征在于，所述金属化合物包括金属氧化物、氯化盐、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐中的至少一种；所述钠源为碳酸钠、硝酸钠、氧化纳、氯化钠、硫酸钠中的至少一种。

6.根据权利要求3所述的高熵层状金属氧化物的制备方法，其特征在于，步骤S2中，在800～1000℃下烧结6～24h。