1.一种Fe3O4/C复合负极材料,其特征在于,所述Fe3O4/C复合负极材料包括Fe3O4微粒和碳层,所述碳层包覆Fe3O4微粒并将其连接起来成为一体,所述Fe3O4/C复合负极材料为多孔材料。
2.根据权利要求1所述Fe3O4/C复合负极材料,其特征在于,所述Fe3O4/C复合负极材料为三维有序多孔材料;
优选地,所述Fe3O4/C复合负极材料包含大孔和介孔,所述大孔的孔径为50-100nm,所述介孔的孔径为5-15nm;
优选地,所述Fe3O4/C复合负极材料的孔隙率为20%-70%;
优选地,所述Fe3O4/C复合负极材料中,大孔的孔体积与介孔的孔体积之比为2:1-4:1;
优选地,所述Fe3O4/C复合负极材料的比表面积为80-120m2g-1。
3.一种如权利要求1或2所述Fe3O4/C复合负极材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:(1)将含碳还原剂溶液与铁源混合,得到反应混合液;
(2)在步骤(1)所述反应混合液中浸泡模板微球,固液分离取固体,得到反应前驱体;
(3)在保护性气氛下煅烧步骤(2)所述反应前驱体,得到所述Fe3O4/C复合负极材料。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述含碳还原剂溶液中,含碳还原剂为抗坏血酸;
优选地,步骤(1)所述含碳还原剂溶液中的溶剂为乙二醇和甲醇的混合溶剂;
优选地,所述乙二醇和甲醇的混合溶剂中,加入的乙二醇和甲醇的体积比3:1.5-3:
2.5,优选为3:2。
5.根据权利要求3或4所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述铁源包括硝酸铁;
优选地,步骤(1)中,所述混合的方法为搅拌混合;
优选地,步骤(1)中,所述混合的时间为1-3h;
优选地,步骤(1)所述反应混合液中,铁源的浓度为0.5-3mol/L;
优选地,步骤(1)所述反应混合液中,铁源与含碳还原剂的摩尔比为2:1-13:1。
6.根据权利要求3-5任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述浸泡的时间为8-15h;
优选地,步骤(2)中,所述模板微球为聚苯乙烯微球;
优选地,步骤(2)中,所述模板微球的粒径为250-325nm;
优选地,步骤(2)中,所述模板微球与铁源的质量比为1:1-1:6;
优选地,步骤(2)中,所述固液分离的方法包括真空抽滤;
优选地,步骤(2)中,还包括对固液分离得到的固体进行干燥。
7.根据权利要求3-6任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述保护性气氛包括氮气气氛和/或氩气气氛;
优选地,步骤(3)还包括:煅烧后,将得到的产品冷却至20-30℃。
8.根据权利要求3-7任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述煅烧为两步煅烧,第二步煅烧的温度高于第一步煅烧的温度;
优选地,所述第一步煅烧的温度为250-350℃,优选为300℃;
优选地,所述第一步煅烧的时间为3-5h;
优选地,所述第一步煅烧的升温速率为0.5-2℃/min;
优选地,所述第二步煅烧的温度为450-550℃,优选为500℃;
优选地,所述第二步煅烧的时间为3-5h;
优选地,所述第二步煅烧的升温速率为0.5-2℃/min。
9.根据权利要求3-8任一项所述的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:(1)将抗坏血酸溶液与硝酸铁搅拌混合1-3h,得到反应混合液;
其中,铁源的浓度为0.5-3mol/L,铁源与含碳还原剂的摩尔比为2:1-13:1,所述抗坏血酸溶液中的溶剂为由体积比3:2的乙二醇和甲醇组成的混合溶剂;
(2)在步骤(1)所述反应混合液中浸泡聚苯乙烯微球8-15h,真空抽滤取固体,对所述固体进行干燥,得到反应前驱体;
其中,所述聚苯乙烯微球的粒径为250-325nm,所述聚苯乙烯微球与铁源的质量比为1:
1-1:6;
(3)在保护性气氛下对步骤(2)所述反应前驱体进行两步煅烧,第一步煅烧以0.5-2℃/min的升温速度将温度升至300℃之后保温煅烧3-5h,第二步煅烧以0.5-2℃/min的升温速度将温度升至500℃之后保温煅烧3-5h,之后冷却至20-30℃,得到所述Fe3O4/C复合负极材料。
10.一种如权利要求1或2所述Fe3O4/C复合负极材料的用途,其特征在于,所述Fe3O4/C复合负极材料用于钠离子电池或钾离子电池。