CN116495781A - 一种钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体的制备方法及其产品和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体的制备方法及其产品和应用，方法步骤如下：1)将钨酸铵、铌酸铵草酸盐水合物、钼酸铵溶解于去离子水中，配成金属离子混合溶液；然后向所得金属离子混合溶液中依次加入柠檬酸和甘露醇混匀；2)将得到的溶液蒸发去除溶剂，得到凝胶；3)将凝胶经加热干燥形成黄色干凝胶；4)研磨后，在氩气气氛下进行热处理，得到黑色粉末；5)将黑色粉末在空气中进行二次热处理，从而得到所述钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体。本发明反应过程简便、温度低、速度快，产物粉体纯度高、粒度分布窄、比表面积大，可根据需求调节纳米粉体的粒径和比表面积，使其性能存在差异，能够满足不同类型钠离子电池的负极材料需求。
Description
【技术领域】
本发明涉及金属氧化物功能材料技术领域，具体涉及一种钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体的制备方法及其产品和应用。
【背景技术】
铌钨复合氧化物是一种金属氧化物功能材料，其在光学显示、催化、能源存储等领域均有着广泛的应用。优质的铌钨复合氧化物粉体是制备高性能功能材料的基础，其通常要求粉体组成均匀，晶粒粒径小，无团聚或少团聚，以提高材料的性能。目前制备铌钨复合氧化物的方法主要是固相反应法。固相反应法虽然具有制备技术简单、成本低等优点，但是这种方法需要多次压片煅烧，煅烧温度高，而且制备出的粉体晶粒粒径大，团聚多，比表面积小，特别是化学均匀性较差，不容易获得纯相，这在很大程度上限制了其大规模应用。因此，开发出纳米尺度的铌钨复合氧化物粉体的制备方法显得尤为重要。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题，在于提供一种钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体的制备方法及其产品和应用，其方法反应过程简便、温度低、速度快，产物粉体纯度高、粒度分布窄、比表面积大，可根据需求调节纳米粉体的粒径和比表面积，使其性能存在差异，能够满足不同类型钠离子电池的负极材料需求。
本发明是这样实现的：
一种钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体的制备方法，所述方法步骤如下：
1)将钨酸铵、铌酸铵草酸盐水合物、钼酸铵按所需离子摩尔比溶解于去离子水中，配成金属离子混合溶液；然后向所得金属离子混合溶液中依次加入柠檬酸和甘露醇混匀；
2)将步骤1)得到的溶液蒸发去除溶剂，得到凝胶；
3)将步骤2)得到的凝胶经加热干燥形成黄色干凝胶；
4)将步骤3)得到的黄色干凝胶研磨后，在氩气气氛下进行热处理，得到黑色粉末；其中热处理的温度为600-900℃，热处理时间为3-6小时；
5)将步骤4)得到的黑色粉末在空气中进行二次热处理，从而得到所述钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体；其中二次热处理的温度为600-1100℃，热处理时间为0.5-3小时。
进一步地，步骤1)中柠檬酸与金属总离子的摩尔比为1-2:1,甘露醇与金属总离子的摩尔比为1-3:1。
进一步地，步骤3)中加热干燥的温度为110℃，干燥时间为12小时。
进一步地，一种钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体，所述钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体是由所述的一种钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体的制备方法制备得到的，所述钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体的通式为Nb8W9-xMoxO47，其中，0.1≤x≤0.5；所得粉体的晶粒粒径为20-100nm，比表面积为40-150m2/g。
进一步地，一种钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体的应用，所述钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体是由所述的一种钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体的制备方法制备得到的，所述钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体用于制备钠离子电池的负极材料。
本发明具有如下优点：
本发明钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体的制备方法以柠檬酸和甘露醇作为络合剂，其与铌、钨、钼等离子作用，形成络合物，因此反应物以原子水平混合，有效缩短了扩散距离，降低了反应温度，有利于反应快速进行。本发明通过柠檬酸、甘露醇与金属离子混合比例的调整，首先在惰性保护气氛中煅烧，使柠檬酸和甘露醇络合物分解形成碳模板和结晶性较差的钼掺杂铌钨复合氧化物晶粒，这些碳包围在钼掺杂铌钨复合氧化物晶粒周围，可以起到抑制钼掺杂铌钨复合氧化物晶粒快速长大的作用，之后再通过在空气中不同温度下煅烧该混合物去除碳模板并提高钼掺杂铌钨复合氧化物晶粒的结晶性，同时碳模板去除后会形成大量空隙结构，使获得的钼掺杂铌钨复合氧化物晶粒具有较大比表面积，由此最终获得钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体。
总之，本发明反应过程简便，无需高压设备，反应速度快，后续热处理温度不超过1100℃；产物晶相为四方钨青铜结构，无其他杂相，粉体纯度高；同时粒度分布窄，同一产物中最大晶粒粒径和最小晶粒粒径的差值仅为5nm；以及粉末的比表面积最大可达150m2/g；本发明可通过控制添加剂的加入量，调节后续热处理温度和时间等，调整晶体粒径和比表面积，使其性能存在差异，满足不同类型钠离子电池的负极材料需求。
【具体实施方式】
本发明涉及一种钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：
1)将钨酸铵、铌酸铵草酸盐水合物、钼酸铵按所需离子摩尔比溶解于去离子水中，配成金属离子混合溶液；然后向所得金属离子混合溶液中依次加入柠檬酸和甘露醇混匀；
2)将步骤1)得到的溶液蒸发去除溶剂，得到凝胶；
3)将步骤2)得到的凝胶经加热干燥形成黄色干凝胶；
4)将步骤3)得到的黄色干凝胶研磨后，在氩气气氛下进行热处理，得到黑色粉末；其中热处理的温度为600-900℃，热处理时间为3-6小时；
5)将步骤4)得到的黑色粉末在空气中进行二次热处理，从而得到所述钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体；其中二次热处理的温度为600-1100℃，热处理时间为0.5-3小时。
较优的，步骤1)中柠檬酸与金属总离子的摩尔比为1-2:1,甘露醇与金属总离子的摩尔比为1-3:1。
较优的，步骤3)中加热干燥的温度为110℃，干燥时间为12小时。
本发明又涉及一种钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体，其特征在于：所述钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体是由所述一种钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体的制备方法制备得到的，所述钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体的通式为Nb8W9-xMoxO47，其中，0.1≤x≤0.5；所得粉体的晶粒粒径为20-100nm，比表面积为40-150m2/g。
本发明还涉及一种钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体的应用，所述钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体是由所述一种钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体的制备方法制备得到的，所述钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体用于制备钠离子电池的负极材料。
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1、制备通式符合Nb8W8.9Mo0.1O47的钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体
按照铌、钨和钼离子的摩尔比为8：8.9：0.1称取铌酸铵草酸盐水合物、钨酸铵和钼酸铵，将其溶解于去离子水中，不断搅拌使其充分溶解，形成清澈的金属离子混合溶液后，向所得金属离子混合溶液中加入柠檬酸和甘露醇混匀，使柠檬酸与金属总离子的摩尔比为2:1，并使甘露醇与金属总离子的摩尔比为1:1；然后在60℃下加热蒸发除去溶剂，形成凝胶；将所得凝胶移至恒温烘箱中110℃下加热12小时，得到蓬松的干凝胶；将干凝胶在研钵中研细后，置于管式炉中，在氩气气氛中、600℃下煅烧3小时，得到黑色粉末；将获得的黑色粉末在空气气氛中、900℃下煅烧0.5小时，得到所述通式为Nb8W8.9Mo0.1O47的钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体。
X-射线衍射分析(XRD)结果表明，其晶相为四方钨青铜结构，无其他杂相，粉体纯度高。在JEM2010透射电子显微镜下观察所得粉末，其最大晶粒粒径为40nm，最小晶粒粒径为20nm，平均晶粒粒径尺寸为25nm，达到纳米量级；经测定，粉末的平均比表面积为150m2/g。
将该钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体与导电碳黑、粘结剂CMC(羧甲基纤维素)按质量比8：1：1混合研磨均匀，然后加入适量去离子水作为溶剂，调匀成浆后均匀涂覆于铝箔上，100℃下真空烘干得到极片。以金属钠片为对极，1mol·L-1NaPF6/EC+DMC(体积比1：1：1)+5％FEC为电解液，玻璃纤维材料为隔膜，在充满氩气的手套箱内组装成2025型扣式电池。采用LANDCT2001A电池测试系统，以恒定的电流密度进行充放电测试，充放电电压范围1.0～3.0V之间，充放电电流密度1000mA·g-1。结果显示，该材料作为钠离子电池的负极时表现出优异的电化学性能，首次放电比容量达到230mAh·g-1，200次充放电循环后放电比容量仍然保持为170mAh·g-1。
实施例2、制备通式符合Nb8W8.8Mo0.2O47的钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体
按照铌、钨和钼离子的摩尔比为8：8.8：0.2称取铌酸铵草酸盐水合物、钨酸铵和钼酸铵，将其溶解于去离子水中，不断搅拌使其充分溶解，形成清澈的金属离子混合溶液后，向所得金属离子混合溶液中加入柠檬酸和甘露醇混匀，使柠檬酸与金属总离子的摩尔比为1:1，并使甘露醇与金属总离子的摩尔比为2:1；然后在60℃下加热蒸发除去溶剂，形成凝胶；将所得凝胶移至恒温烘箱中110℃下加热12小时，得到蓬松的干凝胶；将干凝胶在研钵中研细后，置于管式炉中，在氩气气氛中、600℃下煅烧6小时，得到黑色粉末；将获得的黑色粉末在空气气氛中、1100℃下煅烧3小时，得到所述通式为Nb8W8.8Mo0.2O47的钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体。
X-射线衍射分析(XRD)结果表明，其晶相为四方钨青铜结构，无其他杂相，粉体纯度高。在JEM2010透射电子显微镜下观察所得粉末，其最大晶粒粒径为100nm，最小晶粒粒径为50nm，平均晶粒粒径尺寸为80nm，达到纳米量级；经测定，粉末的平均比表面积为40m2/g。
将该钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体与导电碳黑、粘结剂CMC(羧甲基纤维素)按质量比8：1：1混合研磨均匀，然后加入适量去离子水作为溶剂，调匀成浆后均匀涂覆于铝箔上，100℃下真空烘干得到极片。以金属钠片为对极，1mol·L-1NaPF6/EC+DMC(体积比1：1：1)+5％FEC为电解液，玻璃纤维材料为隔膜，在充满氩气的手套箱内组装成2025型扣式电池。采用LANDCT2001A电池测试系统，以恒定的电流密度进行充放电测试，充放电电压范围1.0～3.0V之间，充放电电流密度1000mA·g-1。结果显示，该材料作为钠离子电池的负极时表现出优异的电化学性能，首次放电比容量达到210mAh·g-1，200次充放电循环后放电比容量仍然保持为150mAh·g-1。
实施例3、制备通式符合Nb8W8.7Mo0.3O47的钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体
按照铌、钨和钼离子的摩尔比为8：8.7：0.3称取铌酸铵草酸盐水合物、钨酸铵和钼酸铵，将其溶解于去离子水中，不断搅拌使其充分溶解，形成清澈的金属离子混合溶液后，向所得金属离子混合溶液中加入柠檬酸和甘露醇混匀，使柠檬酸与金属总离子的摩尔比为1.5:1，并使甘露醇与金属总离子的摩尔比为3:1；然后在60℃下加热蒸发除去溶剂，形成凝胶；将所得凝胶移至恒温烘箱中110℃下加热12小时，得到蓬松的干凝胶；将干凝胶在研钵中研细后，置于管式炉中，在氩气气氛中、600℃下煅烧4小时，得到黑色粉末；将获得的黑色粉末在空气气氛中、1000℃下煅烧2.5小时，得到所述通式为Nb8W8.7Mo0.3O47的钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体。
X-射线衍射分析(XRD)结果表明，其晶相为四方钨青铜结构，无其他杂相，粉体纯度高。在JEM2010透射电子显微镜下观察所得粉末，其最大晶粒粒径为100nm，最小晶粒粒径为20nm，平均晶粒粒径尺寸为60nm，达到纳米量级；经测定，粉末的平均比表面积为65m2/g。
将该钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体与导电碳黑、粘结剂CMC(羧甲基纤维素)按质量比8：1：1混合研磨均匀，然后加入适量去离子水作为溶剂，调匀成浆后均匀涂覆于铝箔上，100℃下真空烘干得到极片。以金属钠片为对极，1mol·L-1NaPF6/EC+DMC(体积比1：1：1)+5％FEC为电解液，玻璃纤维材料为隔膜，在充满氩气的手套箱内组装成2025型扣式电池。采用LANDCT2001A电池测试系统，以恒定的电流密度进行充放电测试，充放电电压范围1.0～3.0V之间，充放电电流密度2000mA·g-1。结果显示，该材料作为钠离子电池的负极时表现出优异的电化学性能，首次放电比容量达到200mAh·g-1，200次充放电循环后放电比容量仍然保持为160mAh·g-1。
实施例4、制备通式符合Nb8W8.6Mo0.4O47的钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体
按照铌、钨和钼离子的摩尔比为18：14.5：1.5称取铌酸铵草酸盐水合物、钨酸铵和钼酸铵，将其溶解于去离子水中，不断搅拌使其充分溶解，形成清澈的金属离子混合溶液后，向所得金属离子混合溶液中加入柠檬酸和甘露醇混匀，使柠檬酸与金属总离子的摩尔比为1.2:1，并使甘露醇与金属总离子的摩尔比为2.5:1；然后在60℃下加热蒸发除去溶剂，形成凝胶；将所得凝胶移至恒温烘箱中110℃下加热12小时，得到蓬松的干凝胶；将干凝胶在研钵中研细后，置于管式炉中，在氩气气氛中、600℃下煅烧5小时，得到黑色粉末；将获得的黑色粉末在空气气氛中、950℃下煅烧1.5小时，得到所述通式为Nb8W8.6Mo0.4O47的钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体。
X-射线衍射分析(XRD)结果表明，其晶相为四方钨青铜结构，无其他杂相，粉体纯度高。在JEM2010透射电子显微镜下观察所得粉末，其最大晶粒粒径为60nm，最小晶粒粒径为20nm，平均晶粒粒径尺寸为30nm，达到纳米量级；经测定，粉末的平均比表面积为100m2/g。
将该钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体与导电碳黑、粘结剂CMC(羧甲基纤维素)按质量比8：1：1混合研磨均匀，然后加入适量去离子水作为溶剂，调匀成浆后均匀涂覆于铝箔上，100℃下真空烘干得到极片。以金属钠片为对极，1mol·L-1NaPF6/EC+DMC(体积比1：1：1)+5％FEC为电解液，玻璃纤维材料为隔膜，在充满氩气的手套箱内组装成2025型扣式电池。采用LANDCT2001A电池测试系统，以恒定的电流密度进行充放电测试，充放电电压范围1.0～3.0V之间，充放电电流密度2000mA·g-1。结果显示，该材料作为钠离子电池的负极时表现出优异的电化学性能，首次放电比容量达到210mAh·g-1，200次充放电循环后放电比容量仍然保持为165mAh·g-1。
实施例5、制备通式符合Nb8W8.5Mo0.5O47的钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体
按照铌、钨和钼离子的摩尔比为8：8.5：0.5称取铌酸铵草酸盐水合物、钨酸铵和钼酸铵，将其溶解于去离子水中，不断搅拌使其充分溶解，形成清澈的金属离子混合溶液后，向所得金属离子混合溶液中加入柠檬酸和甘露醇混匀，使柠檬酸与金属总离子的摩尔比为1:1，并使甘露醇与金属总离子的摩尔比为2.5:1；然后在60℃下加热蒸发除去溶剂，形成凝胶；将所得凝胶移至恒温烘箱中110℃下加热12小时，得到蓬松的干凝胶；将干凝胶在研钵中研细后，置于管式炉中，在氩气气氛中、600℃下煅烧3小时，得到黑色粉末；将获得的黑色粉末在空气气氛中、1050℃下煅烧2小时，得到所述通式为Nb8W8.5Mo0.5O47的钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体。
X-射线衍射分析(XRD)结果表明，其晶相为四方钨青铜结构，无其他杂相，粉体纯度高。在JEM2010透射电子显微镜下观察所得粉末，其最大晶粒粒径为80nm，最小晶粒粒径为50nm，平均晶粒粒径尺寸为60nm，达到纳米量级；经测定，粉末的平均比表面积为90m2/g。
将该钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体与导电碳黑、粘结剂CMC(羧甲基纤维素)按质量比8：1：1混合研磨均匀，然后加入适量去离子水作为溶剂，调匀成浆后均匀涂覆于铝箔上，100℃下真空烘干得到极片。以金属钠片为对极，1mol·L-1NaPF6/EC+DMC(体积比1：1：1)+5％FEC为电解液，玻璃纤维材料为隔膜，在充满氩气的手套箱内组装成2025型扣式电池。采用LANDCT2001A电池测试系统，以恒定的电流密度进行充放电测试，充放电电压范围1.0～3.0V之间，充放电电流密度1000mA·g-1。结果显示，该材料作为钠离子电池的负极时表现出优异的电化学性能，首次放电比容量达到200mAh·g-1，300次充放电循环后放电比容量仍然保持为180mAh·g-1。
实施例6、制备通式符合Nb8W8.7Mo0.3O47的钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体
按照铌、钨和钼离子的摩尔比为8：8.7：0.3称取铌酸铵草酸盐水合物、钨酸铵和钼酸铵，将其溶解于去离子水中，不断搅拌使其充分溶解，形成清澈的金属离子混合溶液后，向所得金属离子混合溶液中加入柠檬酸和甘露醇混匀，使柠檬酸与金属总离子的摩尔比为1.5:1，并使甘露醇与金属总离子的摩尔比为2.2:1；然后在60℃下加热蒸发除去溶剂，形成凝胶；将所得凝胶移至恒温烘箱中110℃下加热12小时，得到蓬松的干凝胶；将干凝胶在研钵中研细后，置于管式炉中，在氩气气氛中、600℃下煅烧3小时，得到黑色粉末；将获得的黑色粉末在空气气氛中、1000℃下煅烧2小时，得到所述通式为Nb8W8.7Mo0.3O47的钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体。
X-射线衍射分析(XRD)结果表明，其晶相为四方钨青铜结构，无其他杂相，粉体纯度高。在JEM2010透射电子显微镜下观察所得粉末，其最大晶粒粒径为60nm，最小晶粒粒径为50nm，平均晶粒粒径尺寸为55nm，达到纳米量级；经测定，粉末的平均比表面积为100m2/g。
将该钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体与导电碳黑、粘结剂CMC(羧甲基纤维素)按质量比8：1：1混合研磨均匀，然后加入适量去离子水作为溶剂，调匀成浆后均匀涂覆于铝箔上，100℃下真空烘干得到极片。以金属钠片为对极，1mol·L-1NaPF6/EC+DMC(体积比1：1：1)+5％FEC为电解液，玻璃纤维材料为隔膜，在充满氩气的手套箱内组装成2025型扣式电池。采用LANDCT2001A电池测试系统，以恒定的电流密度进行充放电测试，充放电电压范围1.0～3.0V之间，充放电电流密度1000mA·g-1。结果显示，该材料作为钠离子电池的负极时表现出优异的电化学性能，首次放电比容量达到220mAh·g-1，300次充放电循环后放电比容量仍然保持为190mAh·g-1。
实施例7、制备通式符合Nb8W8.5Mo0.5O47的钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体
按照铌、钨和钼离子的摩尔比为8：8.5：0.5称取铌酸铵草酸盐水合物、钨酸铵和钼酸铵，将其溶解于去离子水中，不断搅拌使其充分溶解，形成清澈的金属离子混合溶液后，向所得金属离子混合溶液中加入柠檬酸和甘露醇混匀，使柠檬酸与金属总离子的摩尔比为1.2:1，并使甘露醇与金属总离子的摩尔比为2.2:1；然后在60℃下加热蒸发除去溶剂，形成凝胶；将所得凝胶移至恒温烘箱中110℃下加热12小时，得到蓬松的干凝胶；将干凝胶在研钵中研细后，置于管式炉中，在氩气气氛中、600℃下煅烧3小时，得到黑色粉末；将获得的黑色粉末在空气气氛中、1000℃下煅烧0.5小时，得到所述通式为Nb8W8.5Mo0.5O47的钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体。
X-射线衍射分析(XRD)结果表明，其晶相为四方钨青铜结构，无其他杂相，粉体纯度高。在JEM2010透射电子显微镜下观察所得粉末，其最大晶粒粒径为38nm，最小晶粒粒径为32nm，平均晶粒粒径尺寸为35nm，达到纳米量级；经测定，粉末的平均比表面积为130m2/g。
将该钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体与导电碳黑、粘结剂CMC(羧甲基纤维素)按质量比8：1：1混合研磨均匀，然后加入适量去离子水作为溶剂，调匀成浆后均匀涂覆于铝箔上，100℃下真空烘干得到极片。以金属钠片为对极，1mol·L-1NaPF6/EC+DMC(体积比1：1：1)+5％FEC为电解液，玻璃纤维材料为隔膜，在充满氩气的手套箱内组装成2025型扣式电池。采用LANDCT2001A电池测试系统，以恒定的电流密度进行充放电测试，充放电电压范围1.0～3.0V之间，充放电电流密度1000mA·g-1。结果显示，该材料作为钠离子电池的负极时表现出优异的电化学性能，首次放电比容量达到250mAh·g-1，300次充放电循环后放电比容量仍然保持为200mAh·g-1。
综上，本发明利用溶剂热法的工艺特点，通过优化工艺参数，调整反应物与溶剂种类，获得前驱物球形颗粒，之后通过在不同温度下煅烧前驱物获得具有微米球形貌的铌钨氧化物粉体。本发明制备具有球形前驱物的方法，基于溶解—再结晶机理，反应物在溶剂介质中溶解，以离子或分子团的形式进入溶液，利用水热釜内由温度差而产生的强烈对流，将这些离子或分子团输运到低温区形成过饱和溶液，继而结晶，通过调整不同反应物及溶剂种类，可以制备不同粒径的铌钨氧化物粉体材料。通过后期热处理，可以将前驱物完全转化为铌钨氧化物，同时保留前驱物的球形形貌。
采用本发明方法制备出的铌钨氧化物微米球粉体，化学成分均一，而且晶粒粒径分布均匀，同一组铌钨氧化物微米球粉体中最大晶粒粒径和最小晶粒粒径的差值仅为5nm，提高了振实密度，有利于提高电池的电学性能和使用寿命。并且通过控制添加剂的加入量，调节后续热处理温度和时间，可以调整铌钨氧化物的颗粒粒径(0.5-2μm)和晶粒粒径(20-68nm)，使其性能存在差异，满足不同类型钠离子电池的负极材料需求。本发明工艺过程简单，制备参数易于控制，重复性好，产物晶粒粒径分布比较均匀，可以规模化合成。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
Claims (5)
1.一种钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：
1)将钨酸铵、铌酸铵草酸盐水合物、钼酸铵按所需离子摩尔比溶解于去离子水中，配成金属离子混合溶液；然后向所得金属离子混合溶液中依次加入柠檬酸和甘露醇混匀；
2)将步骤1)得到的溶液蒸发去除溶剂，得到凝胶；
3)将步骤2)得到的凝胶经加热干燥形成黄色干凝胶；
4)将步骤3)得到的黄色干凝胶研磨后，在氩气气氛下进行热处理，得到黑色粉末；其中热处理的温度为600-900℃，热处理时间为3-6小时；
5)将步骤4)得到的黑色粉末在空气中进行二次热处理，从而得到所述钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体；其中二次热处理的温度为600-1100℃，热处理时间为0.5-3小时。
2.根据权利要求1所述钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体，其特征在于：步骤1)中柠檬酸与金属总离子的摩尔比为1-2:1,甘露醇与金属总离子的摩尔比为1-3:1。
3.根据权利要求1所述钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体，其特征在于：步骤3)中加热干燥的温度为110℃，干燥时间为12小时。
4.一种钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体，其特征在于：所述钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体是由权利要求1-3任一项所述的一种钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体的制备方法制备得到的，所述钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体的通式为Nb8W9-xMoxO47，其中，0.1≤x≤0.5；所得粉体的晶粒粒径为20-100nm，比表面积为40-150m2/g。
5.一种钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体的应用，其特征在于：所述钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体是由权利要求1-3任一项所述的一种钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体的制备方法制备得到的，所述钼掺杂铌钨复合氧化物纳米粉体用于制备钠离子电池的负极材料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |