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专利号: 2018114876457
申请人: 盐城工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-08-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高性能Si@SnO2@C复合材料的制备方法,其特征在于,通过表面改性处理先在高容量的纳米硅表面引入官能团,接着原位沉积一层均匀的SnO2层,然后通过原位聚合酚醛树脂引入均匀碳层前驱体,通过高温煅烧制备得到高性能多层核壳结构的复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种高性能Si@SnO2@C复合材料的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:(1)在Si纳米材料进行表面改性处理;

(2)改性后的Si纳米颗粒分散在去离子水中超声处理,然后加入硫代乙醇酸、浓盐酸、尿素分别超声处理;最后加入SnCl2,超声分散均匀;设定温度下搅拌;反应结束后抽滤,用水和乙醇轮流洗涤至干净;真空干燥70℃ 2h,得到Si@SnO2结构材料;

(3)按体积比将水和乙醇混合,超声搅拌均匀;然后将上述步骤得到的0.2g Si@SnO2分散于其中超声搅拌20 min;把CTAB、间苯二酚、氨水,加入上述溶液中,超声搅拌30 min;然后将之置于油浴中45 ℃搅拌30 min,把甲醛溶液加入上述用混合溶液中,设定温度下搅拌;抽滤后,用去离子水洗至干净,70 ℃真空干燥3 h;

(4)将步骤(3)的样品在管式炉中惰性气氛下高温煅烧制备得到高性能Si@SnO2@C复合材料。

3.根据权利要求1或2所述的一种高性能Si@SnO2@C复合材料的制备方法,其特征在于,所述的表面改性处理,包括将硅粉进行热氧化改性、化学氧化改性或表面活性剂改性。

4.根据权利要求2所述的一种高性能Si@SnO2@C复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中硫代乙醇酸、浓盐酸、尿素,其物质的量浓度范围分别为0.125~0.75mM/mL、0.03~0.3mM/mL、0.018~0.125mM/mL、0.0125~0.0625mM/mL。

5.根据权利要求2所述的一种高性能Si@SnO2@C复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)的设定温度下搅拌,温度范围为20~60 ℃,搅拌时间为0.5~72 h。

6.根据权利要求2所述的一种高性能Si@SnO2@C复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中,水和乙醇的体积比为1/9~5/5;所述CTAB、间苯二酚、氨水,其物质的量浓度范围分别为0.01~0.1 mM/mL、0.008~0.064 mM/mL、0.014~0.168 mM/mL;所述甲醛溶液为间苯二酚物质的量的2~15倍;所述设定温度下搅拌,温度范围为30~60 ℃,搅拌时间为2~24 h。

7.根据权利要求2所述的一种高性能Si@SnO2@C复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)中的惰性气氛下高温煅烧具体条件为:在惰性气氛下500~900 ℃进行,惰性气氛为Ar、Ar/H2混合气或He。

8.根据权利要求1或2所述的一种高性能Si@SnO2@C复合材料的制备方法,其特征在于,所述复合材料中,硅的量为30~60%,SnO2层厚度约为10~50 nm,碳层厚度为5~30 nm。

9.权利要求1或2所述的制备方法制备得到的高性能Si@SnO2@C复合材料。

10.权利要求9所述的高性能Si@SnO2@C复合材料在钠离子电池方面的应用。