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石墨烯/黑磷烯复合材料的溶剂热法制备及其储钠性能研究

2021-11-09卢晓敏李雪梅曹昌蝶廉培超

磷肥与复肥 2021年9期
关键词:复合材料

卢晓敏,李雪梅,张 倩,曹昌蝶,梅 毅,廉培超

(1.昆明理工大学 化学工程学院,云南 昆明 650500;2.云南省高校磷化工重点实验室,云南 昆明 650500;3.昆明黑磷科技服务有限责任公司,云南 昆明 650500)

黑磷(BP)具有较快的离子迁移率和较高的理论比容量,应用于钠离子电池负极材料呈现出较好的电化学性能[1-3];但块状黑磷直接应用于钠离子电池时,在嵌脱钠过程中存在较大的体积膨胀而导致其粉化脱落,循环性能差。解决上述问题的主要途径是将黑磷纳米化并与高导电性的材料复合制备出黑磷基纳米复合材料。目前,黑磷基储能负极材料的制备方法主要分为两种:第一种是自上而下,即将较大尺寸的黑磷通过机械剥离、电化学剥离等方法来将其纳米化,然后再将其与其他材料复合制备出黑磷基纳米复合材料,该方法产率较低、成本高、制备方法烦琐且后期组装作用力不佳[1-5];第二种是自下而上,以P4分子为基础单元进行结构重排,一步制备纳米黑磷,虽然该方法具有成本低、反应均匀、方法简单、耗时短、可控性强等优点,但是目前该方法仅制备出了单一黑磷并应用于锂离子电池,其储能性能仍待提升[6-11]。

石墨烯(G)是导电性较好的碳材料,将石墨烯与黑磷烯复合得到的G/BP 复合材料在钠离子电池领域具有较好的应用前景[3-5,12]。因此,本研究以廉价的红磷为原料,采用高压均质法制备出的石墨烯为碳载体,通过溶剂热法将纳米黑磷原位生长在石墨烯上,一步制备出G/BP 复合材料,并研究石墨烯尺寸及含量对其储钠性能的影响。……

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