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過渡金屬嵌入層狀釩氧化物層間材料的制備方法及其應用

1687   編輯:中冶有色網(wǎng)   來源:河南師范大學  
2022-10-28 14:25:48
權利要求 1.過渡金屬嵌入層狀釩氧化物層間材料的制備方法,其特征在于具體步驟為: 步驟S1:將釩氧化物置于反應容器中,再加入去離子水并于60℃攪拌形成黃白色溶液,將該黃白色溶液進行超聲處理得到均勻分散液,再向該均勻分散液中加入摻雜劑水合醋酸銅和水合醋酸鹽,在30-80℃的油浴條件下充分攪拌得到前驅(qū)體溶液,其中前驅(qū)體溶液成分為Cu 0.18Mn 0.03V 2O 5、Cu 0.1Co 0.1V 2O 5、Cu 0.1Zn 0.1V 2O 5、Cu 0.1Ni 0.1V 2O 5或Cu 0.1Ca 0.1V 2O 5中的至少一種,水合醋酸鹽為水合醋酸錳、水合醋酸鈷、水合醋酸鋅、水合醋酸鎳、水合醋酸鈣或水合醋酸鎂中的至少一種,釩氧化物為V 2O 5; 步驟S2:向步驟S1得到的前驅(qū)體溶液中加入質(zhì)量分數(shù)為20%-50%的過氧化氫溶液,再于室溫攪拌混合均勻得到暗紅色透明溶液,將該暗紅色透明溶液倒入聚四氟乙烯內(nèi)襯中,擰緊外殼后于180-240℃保溫12-48h,進行溶劑熱反應,待反應結束冷卻至室溫,用乙醇和去離子水交替洗滌反應產(chǎn)物,過濾得到反應產(chǎn)物,然后在真空干燥箱中對反應產(chǎn)物進行干燥得到草綠色粉末狀固體產(chǎn)物,將所得產(chǎn)物作為正極活性物質(zhì)用于組裝紐扣式水系鋅離子電池,再將紐扣式水系鋅離子電池進行放電、充電處理,其中放電電位為0.1–0.3V,通過電化學還原過程使得銅離子脫出并被還原為單質(zhì)銅,充電電位為1.6-1.8V,通過電化學氧化過程使得部分銅單質(zhì)氧化為二價銅離子并重新嵌入釩氧化物層間。2.根據(jù)權利要求1所述的過渡金屬嵌入層狀釩氧化物層間材料的制備方法,其特征在于步驟S1中所述前驅(qū)體溶液的具體制備過程為: 成分為Cu 0.18Mn 0.03V 2O 5前驅(qū)體溶液的制備:將0.182-0.546g V 2O 5置于反應容器中,再加入20-50mL去離子水并于40-80℃攪拌形成黃白色溶液,將該黃白色溶液超聲處理20-60min得到均勻分散液,再向該均勻分散液中加入0.0
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