[发明专利]一种磁性导电的石墨烯电池材料及其制备方法

摘要

本发明提供了一种磁性导电的石墨烯电池材料及其制备方法，本发明先利用液态聚丙烯腈包覆铁粒子，低温干燥得到低温碳化前驱体包覆铁粒子，高温煅烧得到包覆纳米铁粒子的石墨烯，然后将其与镍盐、聚环氧乙烷‑聚环氧丙烷‑聚环氧乙烷三嵌段共聚物、植酸钠、硫柳汞钠于乙二醇溶液中分散后转移至水热高压反应釜进行水热反应，使得包覆磁性纳米铁粒子的石墨烯表面负载纳米氧化镍，冷却后处理即得磁性导电的石墨烯电池材料。本发明所得的石墨烯电池材料，以石墨烯为基本结构，内有纳米铁粒子外有纳米氧化镍，磁饱和值高，具有优异的电学性能。

主权项

1.一种磁性导电的石墨烯电池材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将粒径20～30nm的三价铁盐和热处理的液态聚丙烯腈加入溶剂中，搅拌混匀，得到液态聚丙烯腈包覆铁粒子；(2)200～250℃干燥5～8小时，直至溶剂完全蒸发，得到低温碳化前驱体包覆铁粒子；(3)在惰性气氛保护下，1000～1200℃条件下煅烧5～8小时，得到包覆纳米铁粒子的石墨烯；(4)将粒径20～30nm的镍盐、聚环氧乙烷‑聚环氧丙烷‑聚环氧乙烷三嵌段共聚物、植酸钠、硫柳汞钠与包覆纳米铁粒子的石墨烯加入体积浓度30～40％的乙二醇溶液中，超声波分散后转移至水热高压反应釜中，200～220℃反应8～10小时，使得包覆磁性纳米铁粒子的石墨烯表面负载纳米氧化镍，冷却至室温，从反应液中分离出磁性物质，洗涤，干燥，得到磁性导电的石墨烯电池材料；其中，三价铁盐、液态聚丙烯腈、镍盐、聚环氧乙烷‑聚环氧丙烷‑聚环氧乙烷三嵌段共聚物、植酸钠、硫柳汞钠的质量比为1：12～15：1.5～2：0.2～0.3：0.02～0.03：0.01～0.02；步骤(1)中，液态聚丙烯腈的热处理方法为：将液态聚丙烯腈在220～230℃条件下搅拌15～18小时，使之部分环化，然后加热至280～300℃，搅拌5～6小时，使之热氧化；步骤(1)中，溶剂的用量为液态聚丙烯腈体积的2～3倍；所述溶剂为癸醇与去离子水的混合物，两者体积比为0.3～0.4：1；步骤(4)中，乙二醇溶液与镍盐的体积质量比为10～12mL：1g。