CN114873646B - 一种硫掺杂四氧化三锰纳米材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及硫掺杂四氧化三锰纳米材料及其制备方法和应用，其包括，在搅拌条件下，将锰基化合物水溶液滴加入钴氰化钾水溶液中，搅拌一段时间后获得混合溶液，将混合溶液的沉淀进行抽滤清洗和干燥处理，得到前驱体材料锰钴普鲁士蓝；将前躯体材料超声分散于乙醇中，随后在搅拌条件下加入硫化钠水溶液，持续搅拌至混合均匀得到混合液；将混合液移至不锈钢高压反应釜中，进行水热反应，待反应结束且冷却至室温后，通过离心、清洗收集产物，干燥后获得硫掺杂四氧化三锰纳米材料。其通过调控纳米尺寸和硫原子掺杂获得了纳米级尺寸的硫掺杂四氧化三锰纳米块材料，该纳米材料用作锌离子电池的电池片，呈现出了优异的电化学性能。

Description

一种硫掺杂四氧化三锰纳米材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及锌离子电池领域，尤其涉及一种硫掺杂四氧化三锰纳米材料及其制备方法和应用。
背景技术
水系锌离子电池因其低成本，高安全性以及环境友好等优点，被认为是一种有前景的大规模储能替代技术，因此受到国内外研究人员广泛关注。在目前的正极材料体系中，锰基正极材料由于其高工作电压和经济效益而被公认为是实现水系锌离子电池产业化最有希望的候选者。但是二价锌离子与锰基宿主晶体结构之间的强静电排斥作用导致的缓慢动力学和快速的容量衰减是锌离子电池实际应用的重要挑战之一。
为解决锰基材料存在的问题，研究人员提出纳米尺寸调控方法。具有高比表面积的纳米结构电极材料通过缩短电子和离子转移的扩散距离，改善了扩散动力学，促进了外来离子在电极材料结构中的嵌入和脱出。目前，纳米结构电极材料主要有以下四种类型:(1)零维量子点材料；(2)一维纳米管、纳米线和纳米棒材料；(3)二维纳米片和纳米板材料；(4)由二维纳米材料构成的分层纳米材料。除纳米尺寸调控外，杂原子的插入是提高锰基氧化物材料电化学性能的有效途径。然而现有的纳米结构电极材料的制备通常较为复杂，其获得的正极材料性能依然有待于改善。
发明内容
本发明的首要目的是提供一种硫掺杂四氧化三锰纳米材料及其制备方法和应用，该方法通过调控纳米尺寸和硫原子掺杂获得了尺寸仅为30nm至40nm的硫掺杂四氧化三锰纳米块材料，该纳米材料用作锌离子电池的电池片，呈现出了优异的电化学性能。本发明至少提供如下技术方案。
硫掺杂四氧化三锰纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
在搅拌条件下，将一定量的锰基化合物水溶液滴加入钴氰化钾水溶液中，搅拌一段时间后获得混合溶液，将上述混合溶液的沉淀进行抽滤清洗和干燥处理，得到前驱体材料锰钴普鲁士蓝；
将一定量所述前躯体材料锰钴普鲁士蓝超声分散于乙醇中，随后在搅拌条件下加入一定量的硫化钠水溶液，持续搅拌一定时间至混合均匀，得到混合液；
将所述混合液移至不锈钢高压反应釜中，在特定温度下进行水热反应，待反应结束且冷却至室温后，通过离心、清洗收集产物，干燥后获得硫掺杂四氧化三锰纳米材料。
进一步地，所述锰基化合物为硫酸锰、硝酸锰、氯化锰、乙酸锰中的至少一种，锰基化合物溶液浓度为0.25～0.75mol/L；所述钴氰化钾水溶液浓度为0.25～0.75mol/L；所述搅拌时间2～6h。
进一步地，所述锰钴普鲁士蓝的用量为50～70mg；所述乙醇的用量为50～70mL；所述硫化钠水溶液的浓度为0.01～0.02mol/L。
进一步地，所述水热反应条件为100～140℃，恒温8～12h；离心条件为8000～10000r/min，持续5～10min；所述干燥条件为60℃，真空保温12h。
进一步地，所述得到前驱体材料锰钴普鲁士蓝的步骤中，抽滤清洗选用去离子水清洗所述前驱体；所述获得硫掺杂四氧化三锰纳米材料的步骤中，选用去离子水和乙醇依次离心清洗所述产物。
本发明还提供了根据上述制备方法制备获得的硫掺杂四氧化三锰纳米材料。
进一步地，所述硫掺杂四氧化三锰纳米材料是由纳米块构成，所述纳米块的尺寸为30～40nm。
本发明一方面还提供了电极片，所述电极片包含活性物质，所述活性物质包含所述硫掺杂四氧化三锰纳米材料。
本发明一方面还提供了电极片的制备方法，包括以下步骤：选用所述硫掺杂四氧化三锰纳米材料、导电碳黑、粘合剂研磨均匀，加入NMP调制成液状均匀涂布于不锈钢网上，在真空条件下干燥，即得电极片。
本发明一方面还提供了所述硫掺杂四氧化三锰纳米材料或所述电极片在锌离子电池中的应用。
与现有技术相比较，本发明至少具有如下有益效果：
本发明制备的硫掺杂四氧化三锰正极材料具有纳米块结构，其尺寸仅30～40nm，这种小尺寸块状结构为材料提供更高的比表面积和结构强度。另外，巨大的表面积和大量的活性位有助于原子迁移，使得材料内部的原子也可参与表面的反应，大大增加了材料的使用寿命以及内部材料的使用率。
本发明硫掺杂在四氧化三锰材料中不仅有效地提高了电子导电性，而且通过弱化锌离子多价电荷与正极结构之间的强静电相互作用，增强了电极反应动力学。这些结果表明，杂原子掺杂是开发高容量、高循环稳定性锰基氧化物的可行策略。
另一方面，本发明制备硫掺杂四氧化三锰材料的方法操作简单可靠，重复性好、可操作性强、材料来源丰富、环境友好、成本低廉，具有广阔的工业化应用前景。
附图说明
图1是实施例1制备获得的硫掺杂四氧化三锰纳米材料的XRD图。
图2是实施例1制备获得的硫掺杂四氧化三锰纳米材料的SEM图。
图3是实施例1制备获得的硫掺杂四氧化三锰纳米材料的XPS图。
图4是实施例1制备获得的硫掺杂四氧化三锰纳米材料的S 2p高分辨率光谱。
图5是实施例1制备获得的硫掺杂四氧化三锰纳米材料的恒电流充放电曲线图。
图6是实施例1制备获得的硫掺杂四氧化三锰纳米材料的倍率曲线图。
图7是实施例2制备获得的硫掺杂四氧化三锰纳米材料的恒电流充放电曲线图。
图8是实施例3制备获得的硫掺杂四氧化三锰纳米材料的恒电流充放电曲线图。
具体实施方式
接下来将结合本发明的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，均属于本发明保护的范围。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从公开商业途径获得。
实施例1
步骤1、取1.2677g MnSO4·H2O和2.4925g K3[CoⅢ(CN)6]粉末分别溶于30mL去离子水中，获得硫酸锰水溶液和钴氰化钾水溶液。将硫酸锰水溶液滴加至钴氰化钾水溶液中，待溶液滴加完毕，在室温下继续搅拌2h。随后经抽滤收集白色沉淀物，去离子水清洗白色沉淀物三次，随后放入真空干燥箱中于100℃下干燥24h，获得锰钴普鲁士蓝。
步骤2、将60mg上述锰钴普鲁士蓝加入60mL乙醇中并超声20分钟获得乳白色悬浊液。120mg Na2S·9H2O溶解于30mL去离子水后获得硫化钠溶液，将硫化钠溶液缓慢加入上述悬浊液中并持续搅拌5分钟获得浅黄色混合溶液。待搅拌完毕，将浅黄色混合溶液转移到100mL Teflon内衬的不锈钢高压反应釜中，在100℃下保温8h获得白色沉淀物产物。待反应釜降至室温后，白色沉淀物产物通过在8000r/min的转速下离心10min之后，经由水洗醇清洗3次，最后将获得的产物置于真空干燥箱中于60℃下干燥12h，即可获得硫掺杂四氧化三锰纳米块材料。
本实施例制备的硫掺杂四氧化三锰纳米材料的XRD测试结果如图1所示，图中在28.9°、32.4°、36.1°和59.9°处有明显的X射线衍射峰，这与Mn3O4(JCPDS:75-1560)的(112)、(103)、(211)和(224)晶面相匹配。此外，对比XRD测试峰位和标准PDF卡片衍射峰位，硫掺杂四氧化三锰纳米材料的衍射峰位都存在小角度偏移现象，这与更大原子半径的S元素杂化有关。本实施例制备的硫掺杂四氧化三锰纳米材料的SEM测试结果如图2所示，由该图可以看出，该材料呈现出块状形貌且尺寸约30～40nm。
本实施例制备的硫掺杂四氧化三锰纳米材料的XPS测试结果如图3和4所示。图3是硫掺杂四氧化三锰材料的全谱图，如图所示，该纳米材料中存在Mn 2p、O 1s和S 2p的特征峰。S 2p高分辨率光谱如图4所示，其中在161.3eV和163.9eV处的峰值可以确定为S2-物相的存在，对应于Mn-S键的形成。此外，在168eV处还观察到高价态硫的存在，这可能是由于SO3 2-的吸附或空气中不可避免的表面氧化所致。以上可说明硫原子掺杂于四氧化三锰中。
以上述制备获得的硫掺杂四氧化三锰纳米材料作为活性材料，取硫掺杂四氧化三锰纳米材料、导电碳黑、粘合剂的质量比为7:2:1混合并研磨均匀，随后添加0.8mL NMP研磨至均匀浆料并刮涂于不锈钢网上，在80℃下真空干燥12h，即可获得锌离子电池电极片。
将本实施例电极片作为正极，高纯锌片作为负极，组装成锌离子扣式电池，电化学性能测试结果如图5和6所示。恒电流充放电测试结果如图5所示，在电流密度0.3A g-1下，在循环100次后该硫掺杂四氧化三锰纳米材料的比容量仍有363.8mAh g-1；在电流密度1A g-1下，在循环1000次后该材料的比容量保持在115mAh g-1，表明该材料具有优异的长循环性能。以本实施例纳米块材料做倍率性能测试，结果如图6所示。从图中得出，在0.3A g-1、0.5Ag-1、1A g-1、3A g-1和5A g-1电流密度下，平均比容量为445.4mAh g-1、361.6mAh g-1、256.5mAh g-1、98.6mAh g-1和42.1mAh g-1，当电流密度重新回到0.3A g-1时，放电比容量又可以达到440mAh g-1。
实施例2
步骤1、取1.2677g MnSO4·H2O和2.4925g K3[CoⅢ(CN)6]粉末分别溶于15mL去离子水中，获得硫酸锰水溶液和钴氰化钾水溶液。将硫酸锰水溶液滴加至钴氰化钾溶液中，待溶液滴加完毕，在室温下继续搅拌2h。随后经抽滤收集白色沉淀物，采用去离子水清洗白色沉淀物三次，随后放入真空干燥箱中于100℃下干燥24h，获得锰钴普鲁士蓝。
步骤2、取60mg上述锰钴普鲁士蓝加入60mL乙醇中并超声20分钟获得乳白色悬浊液。120mg Na2S·9H2O溶解于30mL去离子水后获得硫化钠溶液，将硫化钠溶液缓慢加入上述悬浊液中并持续搅拌5分钟获得浅黄色混合溶液。待搅拌完毕，将浅黄色混合溶液转移到100mL Teflon内衬的不锈钢高压反应釜中，在100℃下保温8h获得白色沉淀物产物。待反应釜降至室温后，白色沉淀物产物通过离心方法分别水洗醇洗3次，最后将产物置于真空干燥箱中于60℃下干燥12h，即可获得硫掺杂四氧化三锰纳米块材料。
以上述制备获得的硫掺杂四氧化三锰纳米材料作为活性材料，取硫掺杂四氧化三锰纳米材料、导电碳黑、粘合剂的以质量比为7:2:1混合并研磨均匀，随后添加0.7mL NMP研磨至均匀浆料并刮涂于不锈钢网上，80℃真空干燥12h，即可获得锌离子电池电极片。
将本实施例电极片作为正极，高纯锌片作为负极，组装成锌离子扣式电池。如图7所示，在电流密度0.3A g-1下，循环100次后本实施例的硫掺杂四氧化三锰材料比容量为283.6mAh g-1；1A g-1电流密度下，在1000次循环后该材料比容量为88.7mAh g-1。
实施例3
步骤1、取1.2677g MnSO4·H2O和2.4925g K3[CoⅢ(CN)6]粉末分别溶于10mL去离子水中，获得硫酸锰水溶液和钴氰化钾水溶液。将硫化锰水溶液滴加至钴氰化钾水溶液中，待溶液滴加完毕，在室温下继续搅拌2h。最后经抽滤收集白色沉淀物，去离子水清洗白色沉淀物三次，随后放入真空干燥箱中于100℃下干燥24h，获得锰钴普鲁士蓝。
步骤2、将60mg上述锰钴普鲁士蓝加入60mL乙醇中并超声20分钟获得乳白色悬浊液。120mg Na2S·9H2O溶解于30mL去离子水后获得硫化钠溶液，将硫化钠溶液缓慢加入上述悬浊液中并持续搅拌5分钟获得浅黄色混合溶液。待搅拌完毕，将混合溶液转移到100mLTeflon内衬的高压反应釜中，在100℃下保温8h获得白色沉淀物产物。待反应釜降至室温后，白色沉淀物产物通过在8000r/min的转速下离心10min之后，经由水洗醇清洗3次，最后将获得的产物置于真空干燥箱中于60℃下干燥12h，即可获得硫掺杂四氧化三锰纳米块材料。
以上述制备获得的硫掺杂四氧化三锰纳米材料作为活性材料，取硫掺杂四氧化三锰纳米材料、导电碳黑、粘合剂的质量比为7:2:1混合并研磨均匀，随后添加0.8mL NMP研磨至均匀浆料并刮涂于不锈钢网上，在80℃下真空干燥12h，即可获得锌离子电池电极片。
将本实施例电极片作为正极，高纯锌片作为负极，组装成锌离子扣式电池。如图8所示，在电流密度0.3A g-1下，循环100次后本实施例的硫掺杂四氧化三锰材料比容量为303mAh g-1；1A g-1电流密度下，在1000次循环后该材料比容量为87.3mAh g-1。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.硫掺杂四氧化三锰纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在搅拌条件下，将一定量浓度为0.25~0.75mol/L的锰基化合物水溶液滴加入浓度为0.25~0.75mol/L的钴氰化钾水溶液中，搅拌2~6h后获得混合溶液，将上述混合溶液的沉淀进行抽滤清洗和干燥处理，得到前驱体材料锰钴普鲁士蓝；
将50~70mg所述前驱体材料锰钴普鲁士蓝超声分散于50~70mL乙醇中，随后在搅拌条件下加入一定量的浓度为0.01~0.02mol/L的硫化钠水溶液，持续搅拌一定时间至混合均匀，得到混合液；
将所述混合液移至不锈钢高压反应釜中，在100~140℃、恒温8~12h条件下进行水热反应，待反应结束且冷却至室温后，通过离心、清洗收集产物，60℃下干燥，真空保温12h后获得硫掺杂四氧化三锰纳米材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述锰基化合物为硫酸锰、硝酸锰、氯化锰、乙酸锰中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述获得硫掺杂四氧化三锰纳米材料的步骤中，离心条件为8000~10000r/min，持续5~10min。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述得到前驱体材料锰钴普鲁士蓝的步骤中，抽滤清洗选用去离子水清洗所述前驱体；所述获得硫掺杂四氧化三锰纳米材料的步骤中，选用去离子水和乙醇依次离心清洗所述产物。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的制备方法制备获得的硫掺杂四氧化三锰纳米材料。
6.根据权利要求5所述的硫掺杂四氧化三锰纳米材料，其特征在于，所述硫掺杂四氧化三锰纳米材料是由纳米块构成，所述纳米块的尺寸为30～40nm。
7.电极片，其特征在于，所述电极片包含活性物质，所述活性物质包含权利要求5或6的所述硫掺杂四氧化三锰纳米材料。
8.电极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：选用权利要求5或6的所述硫掺杂四氧化三锰纳米材料、导电碳黑、粘合剂研磨均匀，加入N-甲基吡咯烷酮（NMP）调制成液状均匀涂布于不锈钢网上，在真空条件下干燥，即得电极片。
9.权利要求5或6的硫掺杂四氧化三锰纳米材料或权利要求7的电极片在锌离子电池中的应用。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107863485A (zh) * 2017-11-06 2018-03-30 中南大学 一种水系锌离子电池正极材料
CN109809491A (zh) * 2019-01-08 2019-05-28 江苏理工学院 一种微米花球状四氧化三锰及其制备和应用
CN110380012A (zh) * 2018-04-13 2019-10-25 盐城工学院 一种硫掺杂Mn3O4量子点/石墨烯复合材料、其制备方法及应用
CN113548694A (zh) * 2021-07-13 2021-10-26 浙江大学 一种高纯四氧化三锰的制备方法及其产品和应用
CN114538520A (zh) * 2022-01-12 2022-05-27 华南师范大学 一种中空金属氧化物的制备方法和应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107863485A (zh) * 2017-11-06 2018-03-30 中南大学 一种水系锌离子电池正极材料
CN110380012A (zh) * 2018-04-13 2019-10-25 盐城工学院 一种硫掺杂Mn3O4量子点/石墨烯复合材料、其制备方法及应用
CN109809491A (zh) * 2019-01-08 2019-05-28 江苏理工学院 一种微米花球状四氧化三锰及其制备和应用
CN113548694A (zh) * 2021-07-13 2021-10-26 浙江大学 一种高纯四氧化三锰的制备方法及其产品和应用
CN114538520A (zh) * 2022-01-12 2022-05-27 华南师范大学 一种中空金属氧化物的制备方法和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
X. He等.Structure and Magnetic Properties of S-doped Mn3O4/S Composited Nanoparticles and Mn3O4 Nanoparticles.J. Mater. Sci. Technol.2011,第27卷第 503-506页. *

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