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专利号: 2017101374392
申请人: 南京师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种三维石墨烯气凝胶载硫复合材料,其特征在于,其主要是先由硫与氧化石墨烯形成水凝胶前驱体,然后再利用水合肼进行还原,得到的具有内部相通的三维网络结构的石墨烯包覆硫复合材料。

2.权利要求1所述三维石墨烯气凝胶载硫复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将氧化石墨烯和升华硫分散在蒸馏水中,在室温下,利用壳聚糖/醋酸水溶液制成水凝胶前驱体,从而制得三维氧化石墨烯气凝胶载硫(S/GO)复合材料;

(2)将步骤(1)得到的产物用蒸馏水分散,在氨水介质中利用水合肼进行还原,冷冻干燥,即得所述的三维石墨烯气凝胶载硫(S/rGO)复合材料。

3.根据权利要求2所述的三维石墨烯气凝胶载硫复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)三维氧化石墨烯气凝胶载硫(S/GO)复合材料的制备:将适量的氧化石墨烯和升华硫分散在蒸馏水中,在室温(25℃)下边搅拌边加入适量的壳聚糖/醋酸水溶液,搅拌至呈水凝胶,再在室温下静置4-8小时后进行冷冻干燥,从而制得三维氧化石墨烯气凝胶载硫(S/GO)复合材料;

(2)三维石墨烯气凝胶载硫(S/rGO)复合材料的制备:将步骤(1)得到的产物用适量的蒸馏水分散,在适当温度下加入一定量的氨水和水合肼,反应适当时间,抽滤并用蒸馏水洗涤至滤液呈中性,将所收集的固体进行冷冻干燥,得到所述的三维石墨烯气凝胶载硫(S/rGO)复合材料。

4.根据权利要求2或3所述的三维石墨烯气凝胶载硫复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述壳聚糖相对分子量为5~15万;醋酸水溶液中醋酸与水的体积比为5:

95。

5.根据权利要求2或3所述的三维石墨烯气凝胶载硫复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,氧化石墨烯和升华硫分散在蒸馏水中后,氧化石墨烯的浓度为5~20mg mL-1,升华硫的浓度为5~80mg mL-1。

6.根据权利要求2或3所述的三维石墨烯气凝胶载硫复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述氧化石墨烯和壳聚糖的质量比为(5~20):1。

7.根据权利要求2或3所述的三维石墨烯气凝胶载硫复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,将步骤(1)得到的产物用蒸馏水分散后,氧化石墨烯气凝胶载硫复合材料的浓度为10~50mg mL-1。

8.根据权利要求2或3所述的三维石墨烯气凝胶载硫复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所加入的氨水浓度为15~30wt%,水合肼的浓度为40~80wt%。

9.根据权利要求3所述的三维石墨烯气凝胶载硫复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述适当温度为10~80℃,适当反应时间为1~3小时。

10.权利要求1所述三维石墨烯气凝胶载硫复合材料作为锂硫电池正极材料的应用。