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石墨烯摻雜硅碳復(fù)合材料的制備方法

691   編輯:中冶有色網(wǎng)   來源:北京壹金新能源科技有限公司, 山西富佶新能源材料科技有限公司  
2024-10-14 15:33:36
權(quán)利要求 1.一種石墨烯摻雜硅碳復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟: (S1)石墨烯和摻雜劑在醇水溶液中混合均勻,冷凍干燥得到摻雜石墨烯;所述摻雜劑含有N和P元素; (S2)摻雜石墨烯加入到雙氧水和氨水的混合溶液中,超聲處理,洗滌,干燥; (S3)將干燥后的物料分散到醇水溶液中,加入水合肼,升溫反應(yīng),洗滌,干燥,得到改性石墨烯; (S4)改性石墨烯分散至高分子樹脂溶液中,升溫固化,冷卻后所得產(chǎn)品進(jìn)行粉碎、干燥,得到固化料; (S5)固化料進(jìn)行熱解、活化處理,得到摻雜多孔碳材料; (S6)摻雜多孔碳材料依次經(jīng)過硅納米顆粒沉積、碳包覆,得到產(chǎn)品石墨烯摻雜硅碳復(fù)合材料。 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(S1)中,所述的石墨烯的種類為單層石墨烯、雙層石墨烯、多層石墨烯的一種或多種組合;所述摻雜劑選自磷酸銨、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨中的至少一種;摻雜劑和石墨烯的質(zhì)量比為1:1-2。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(S1)中,醇水溶液為C1-3的醇和水按照體積比1-2:1-2的混合溶液,所述C1-3的醇選自甲醇、乙醇、異丙醇中的至少一種;所述冷凍干燥是在1Pa-100Pa,-30℃至-20℃進(jìn)行。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(S2)中,雙氧水濃度為20-30wt%,氨水濃度為20-25wt%,雙氧水和氨水的體積比為3-5:3-5,摻雜石墨烯質(zhì)量和雙氧水和氨水的混合溶液體積的比例為1g:100-160mL。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(S3)中,醇水溶液是C1-3的醇和水按照體積比1-2:1-2的混合溶液,干燥后的物料質(zhì)量、醇水溶液體積之比為1-3g:100mL;干燥后的物料質(zhì)量和水合肼體積之比為1g:3-5mL;升溫反應(yīng)是70-90℃反應(yīng)5-10h。 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟(S4)中,高分子樹脂選自環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、乙烯基樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂、丙烯酸樹脂中的至少一種,液體高分子樹脂溶液的固含量為30-60wt%,溶劑選自水、乙醇、丙酮、甲苯、乙酸乙酯中的至少一種。 7.根
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