1.一种碳包覆三氧化二铁与五钒酸钾复合材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
1)称取一定量的硫酸氧化钒和适量的PVP溶于25mL体积比为1:1的乙醇和超纯水的混合溶剂中,然后加入适量的氧化石墨烯,超声搅拌30min,记为A溶液;
2)称取一定量的铁氰化钾,溶于25mL体积比为1:1的乙醇和超纯水的混合溶剂中,搅拌
20min,记为B溶液;
3)向A溶液中缓慢滴加B溶液,搅拌15min,转移至反应釜中,在160~180℃,进行溶剂热反应20~24h,然后降至室温,得到溶剂热反应产物;
4)将上述溶剂热反应产物分离、洗涤、冷冻干燥12h,得到墨绿色前驱体;
5)将上述所得的墨绿色前驱体置于坩埚内,然后转移到马弗炉中500~550℃烧结2~
5h,自然降温至室温,得到所述的一种碳包覆Fe2O3与K3V5O14复合材料;
所述硫酸氧化钒的化学式为VOSO4;
铁氰化钾的化学式为K3[Fe(CN)6];
所述PVP为K-30型聚乙烯吡咯烷酮;
所述A溶液和B溶液中,各反应物的量的比为VOSO4:K3[Fe(CN)6]:PVP:氧化石墨烯=
5mmol:2mmol:5~10g:5~10mg。
2.根据权利要求1所述的碳包覆三氧化二铁与五钒酸钾复合材料的制备方法,其特征在于,所述氧化石墨烯的制备方法包括如下步骤:将一定量的粉体石墨与适量的KNO3混合于烧杯中,加入一定体积的浓硫酸,搅拌,置于
40℃水浴中;搅拌5min后,缓慢加入一定量的KMnO4;持续搅拌6h并保持40℃,得混合物溶液;在混合物溶液中,缓慢加入一定体积的水,水浴温度调整至60℃,搅拌30min后,加入适量的水,搅拌5min均匀后,缓慢加入一定体积的质量浓度为30%的双氧水,搅拌10min,得到橙黄色的混合物溶液;将得到的橙黄色的混合物溶液,停止加热和搅拌,静置沉降60min,除去上层溶液;然后加水,搅拌,静置,除去上层溶液,重复该过程三次,离心分离,最后得到棕色液体,即为所述的氧化石墨烯。
3.一种如权利要求1所述的制备方法得到的碳包覆三氧化二铁与五钒酸钾复合材料,其特征在于,该复合材料作为锂离子电池负极材料,在100mAg-1电流密度下,首次放电比容量为987.9mAh g-1,充放电循环100圈后电池的容量仍保持在421.5mAh g-1以上。