专利名称：静电自组装制备CuO纳米片与碳纳米管复合材料的方法及用途的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种静电自组装制备CuO纳米片与碳纳米管复合材料的方法及用途。
背景技术：
作为锂离子电池负极的碳纳米管与过渡金属氧化物复合材料受到了广泛的关注由于它们拥有高的理论充放电比容量以及良好的循环稳定性。目前获得碳纳米管基复合材料的主要方法有:机械混合以及通过化学方法直接在碳纳米管上生长另外的材料组成复合材料。机械混合方法虽然操作简单但是由于碳纳米管与过渡金属氧化物之间密度差别使其很难形成均匀的复合材料。而在碳管上生长第二种材料往往需要复杂的化学制备过程以及对于复合材料的成分操控性不好。本发明主要是提供一种环境友好的，简单灵活的方法，利用静电相互作用制备均匀的CuO纳米片与碳纳米管网状结构的复合材料。这种室温下水溶液中简单合成的方法可以满足工业化大面积生产的要求，且节能经济又环保。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种静电自组装制备CuO纳米片与碳纳米管复合材料的方法及用途。静电自组装制备CuO纳米片与碳纳米管复合材料的方法的步骤如下:
1)室温下，配浓度为2-2.5 mMol的Cu (NO3) 2的混合水溶液，在磁子搅拌情况下，将浓度为1.4-1.6 mMol的乙醇胺水溶液加入到等体积的上述的混合水溶液中，室温下放置0.5-1天，溶液的颜色从淡蓝色变成棕褐色透明的溶液，得到表面带有正电荷的CuO纳米片溶胶溶液；
2)取碳纳米管分散到6Mol HNO3水溶液中，在80°C下回流处理24小时，离心分离碳纳米管并水洗5-6次，超声分散到水溶液中使碳纳米管的浓度达到lmg/mL，获得的碳纳米管表面带负电；
3)将表面带负电的碳纳米管加入到步骤I)中的CuO纳米片溶胶溶液中，磁力搅拌10-15分钟，出现黑色沉淀，分离，去掉上层清液，得到CuO纳米片与碳纳米管复合材料。CuO纳米片与碳纳米管复合材料用于锂离子电池负极材料。本发明与现有技术相比具有的有益效果:
1)CuO纳米片与碳纳米管复合材料是在室温水溶液中进行的，其成本低廉，节能环保，工艺简单，易于工业上量产；
2)CuO纳米片与碳纳米管复合材料的制备过程有明显的溶液变化，溶液颜色从澄清变浑浊到最后出现沉淀；
3)CuO纳米片与碳纳米管复合材料的分离方法简单，直接倒掉上清液即可获得；
4)CuO纳米片与碳纳米管复合材料的成分方便调控。
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图1是制得的CuO纳米片与碳纳米管复合材料透射电镜照片；
图2是制得的CuO纳米片与碳纳米管复合材料拉曼 图3是制得的CuO纳米片与碳纳米管复合材料的放电循环图。
具体实施例方式以下结合实例进一步说明本发明。实施例1
室温下，配500 mL摩尔浓度为2 mMol Cu (NO3)2的水溶液；配500 mL摩尔浓度为1.4mMol乙醇胺的水溶液。在磁子搅拌的情形下，将1.4 mMol乙醇胺的水溶液倒入2 mMolCu (NO3) 2的水溶液中，所得的溶液为淡蓝色透明水溶液,在室温下放置0.5天,溶液的颜色变为棕褐色的澄清溶液即为表面带正电CuO纳米片溶胶体系。将10 mg碳纳米管分散到50mL, 6 Mol HNO3的水溶液中在80°C回流处理24小时。离心分离碳纳米管并水洗5次，得到碳纳米管再超声分散到10 mL H2O中。在磁子搅拌下，将碳纳米管溶液注入到1000 mLCuO溶胶溶液中，10分钟后，溶液底部出现黑色沉淀，倒掉上清液即可得到CuO纳米片与碳纳米管复合材料。在CuO纳米片与碳纳米管复合过程中，溶液颜色从黄褐色澄清溶液变成黑色浑浊絮状溶液到最后的黑色沉淀。整个过程变化明显，操作简单，有利于工业化应用。所制得的CuO纳米片与碳纳米管复合材料的透射电镜图如图1所示，表明其形成均匀的网络状结构；图2为CuO纳米片与碳纳米管复合材料的拉曼图，表明其的确是由CuO与碳纳米管组成的复合材料；将三种不同质量比的CuO与碳纳米管的复合材料作为锂离子电池的负极材料组装成锂离子电池获得的其放电循环图，得到图3。实施例2
室温下，配500 mL摩尔浓度为2.5 mMol Cu (NO3)2的水溶液；配500ml摩尔浓度为1.6mMol乙醇胺的水溶液。在磁子搅拌的情形下，将1.6 mMol乙醇胺的水溶液倒入2.5 mMolCu (NO3) 2的水溶液中，所得的溶液为淡蓝色透明水溶液,在室温下放置I天，溶液的颜色变为棕褐色的澄清溶液即为表面带正电CuO纳米片溶胶体系。将20mg碳纳米管分散到50 mL,6 Mol HNO3的水溶液中在80°C回流处理24小时。离心分离碳纳米管并水洗6次，得到的碳纳米管再超声分散到20 mL H2O中。在磁子搅拌下，将碳纳米管溶液注入到1000 mL CuO溶胶溶液中，搅拌15分钟，溶液底部出现黑色沉淀，倒掉上清液即可得到CuO纳米片与碳纳米管复合材料实施例3
室温下，配250 ml摩尔浓度为2 mMol Cu(NO3)2的水溶液；配250ml摩尔浓度为1.6mMol乙醇胺的水溶液。在磁子搅拌的情形下，将1.6 mMol乙醇胺的水溶液倒入2mMolCu (NO3) 2的水溶液中，所得的溶液为淡蓝色透明水溶液,在室温下放置I天，溶液的颜色变为棕褐色的澄清溶液即为表面带正电CuO纳米片溶胶体系。将5 mg碳纳米管分散到50mL，6 Mol HNO3的水溶液中在80°C回流处理24小时。离心分离碳纳米管并水洗5次，得到碳纳米管再超声分散到5 HiLH2O中。在磁子搅拌下，将碳纳米管溶液注入到500 mL CuO溶胶溶液中，10分钟后，溶液底部出现黑色沉淀，倒掉上清液即可得到CuO纳米片与碳纳米管复合材料
权利要求
1.一种静电自组装制备CuO纳米片与碳纳米管复合材料的方法及用途，其特征在于它的步骤如下: 1)室温下，配浓度为2-2.5 mMol的Cu (NO3) 2的混合水溶液，在磁子搅拌情况下，将浓度为1.4-1.6 mMol的乙醇胺水溶液加入到等体积的上述的混合水溶液中，室温下放置0.5-1天，溶液的颜色从淡蓝色变成棕褐色透明的溶液，得到表面带有正电荷的CuO纳米片溶胶溶液； 2)取碳纳米管分散到6Mol HNO3水溶液中，在80°C下回流处理24小时，离心分离碳纳米管并水洗5-6次，超声分散到水溶液中使碳纳米管的浓度达到I mg/mL，获得的碳纳米管表面带负电； 3)将表面带负电的碳纳米管加入到步骤I)中的CuO纳米片溶胶溶液中，磁力搅拌10-15分钟，出现黑色沉淀，分离，去掉上层清液，得到CuO纳米片与碳纳米管复合材料。
2.一种如权利要求1所述方法制备的CuO纳米片与碳纳米管复合材料的用途，其特征在于CuO纳米片与碳纳米管复合材料用于锂离子电池负极材料。
全文摘要
本发明公开了一种静电自组装制备CuO纳米片与碳纳米管复合材料的方法。它的步骤如下1)配制Cu(NO3)2水溶液，将乙醇胺水溶液加入到等体积的上述Cu(NO3)2水溶液中，得到表面带有正电荷的CuO纳米片溶胶溶液；2)取碳纳米管分散到HNO3水溶液中，回流处理，离心分离碳纳米管并水洗，获得的碳纳米管表面带负电；3)将表面带负电的碳纳米管加入到步骤1)中的CuO纳米片溶胶溶液中，搅拌，出现黑色沉淀，分离，去掉上层清液，得到CuO纳米片与碳纳米管复合材料。本发明的制备方法简单，环保，利用静电作用力获得均匀的网状结构复合材料。制备所得到的复合材料，可以应用于锂离子电池的负极材料。
文档编号B82Y40/00GK103117378SQ20131002942
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月25日 优先权日2013年1月25日
发明者彭新生, 黄宏文, 刘瑜, 叶志镇 申请人:浙江大学