1.包含剥离石墨载体材料的复合材料,剥离石墨载体材料通过xrdrietveld分析得到的石墨化度g为50-93%,其中g由式(iv)确定:
其中d002是由(002)反射的测量位置确定并根据布拉格方程计算的晶面的距离,dg=335.4pm,其是完全石墨化碳的文献值,dng表示非石墨化碳,值为344pm,
其中所述剥离石墨载体材料涂覆有zno纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的复合材料,其中复合材料具有基于复合材料的总重量为85-100重量%的剥离石墨和zno的含量。
3.根据前述权利要求1或2中任一项所述的复合材料,其中zno纳米颗粒的比含量csp,zno由式(v)确定:
csp,zno=mzno/βgr(v)
其中mzno是zno的含量,以重量%表示,基于由icp-oes测定的总复合材料的质量,βgr是剥离石墨载体材料的由bet测定的比表面积,为0.2-0.85重量%g/m2。
4.根据前述权利要求中任一项所述的复合材料,其中剥离石墨材料是非氧化石墨。
5.根据前述权利要求中任一项所述的复合材料,其中复合材料的两种基本组分剥离石墨或zno纳米颗粒中的任何一种不形成在另外的载体材料上。
6.根据前述权利要求中任一项所述的复合材料,其中复合材料由以下组成
a)初级复合材料,其中初级复合材料通过将剥离石墨载体用zno纳米颗粒涂覆的第一涂覆步骤制备或者
b)初级回火复合材料,其通过将初级复合材料a)在惰性或还原气体气氛中在350-750℃的温度下回火而获得或者
c)二次复合材料,通过将初级回火复合材料b)用zno纳米颗粒进一步涂覆而获得或者
d)二次回火复合材料,其通过将初级复合材料c)在惰性或还原气氛中在350-750℃的温度下回火而获得。
7.根据权利要求6所述的复合材料,其中复合材料由以下组成
a)初级复合材料,其中初级复合材料通过将剥离石墨载体用zno纳米颗粒涂覆的第一涂覆步骤制备或者
b)初级回火复合材料,其通过将初级复合材料a)在惰性或还原气氛中回火而获得,其中当使用惰性气氛时,回火温度为420℃-750℃,或者当使用还原气氛时,回火温度为375℃-700℃。
8.根据权利要求6或7中任一项所述的复合材料,其中至少一个回火步骤在还原气氛中进行。
9.根据权利要求6或7所述的复合材料,其中初级涂覆复合材料a)中zno纳米颗粒的平均粒度d1,zno通过tem测定为3.0-7.0nm。
10.根据权利要求6-9所述的复合材料,其中复合材料是初级复合材料a)或初级回火复合材料b),zno纳米颗粒具有由式(vii)确定的zno纳米颗粒的覆盖率θpr:
其中c是zno质量与zno和剥离石墨质量之和的质量商,rpr是通过tem测定的zno初级颗粒的平均半径,ρzno是zno纳米颗粒的密度,βeg是载体材料的比表面积(bet),载体材料是剥离石墨,其中对于初级复合材料a),θpr为21%-54%
或者对于初级回火复合材料b),θpr为2.5%-38%。
11.根据权利要求6-10中任一项所述的复合材料,
其中复合材料是初级涂覆复合材料a),根据zno纳米颗粒的xrd反射强度获得的tc显示出tc(100)>0.9,tc(002)>1.1且tc(100)/tc(002)<1,
或者复合材料是初级涂覆回火复合材料b),根据zno纳米颗粒的xrd反射强度获得的tc表现出tc(100)>1,tc(002)>0.9且tc(100)/tc(002)比为0.8-1.3。
12.根据权利要求6-8或10-11中任一项所述的复合材料,其中在惰性气氛中回火的初级涂覆回火复合材料b)中的zno纳米颗粒的平均粒度d1,zno通过tem测定为10-100nm。
13.根据权利要求6-8或10-14中任一项所述的复合材料,其中初级涂覆回火复合材料b)在还原气氛中回火,zno纳米颗粒的平均粒度d1,zno通过tem测定为7-50nm。
14.根据权利要求3或6-8或10-13中任一项所述的复合材料,其中复合材料是初级回火复合材料b)并且具有由式(v)确定的zno纳米颗粒的比含量csp,zno:
csp,zno=mzno/βgr(v)
其中mzno是zno的含量,以重量%表示,基于由icp测定的总复合材料的质量,βgr是剥离石墨载体材料的由bet测定的比表面积,为0.2-0.45重量%g/m2。
15.根据权利要求6-8或10-14中任一项所述的复合材料,其中复合材料是初级回火复合材料b)且具有52-58原子%的zn含量,在复合材料的横截面上用edx测定且在单个zno颗粒上测量并且仅参考zn和氧含量。
16.根据前述权利要求6-15中任一项所述的复合材料,其中基于复合材料的总重量,初级涂覆复合材料a)和b)的zno纳米颗粒的含量为3-15重量%。
17.制备根据权利要求6-11所述的初级涂覆复合材料a)的方法,其特征在于
a)(syn)该方法包括以下连续步骤:
i)将zn(ii)盐溶解于溶剂中
ii)同时加入石墨和碱
iii)将混合物在超声冲击下搅拌
iv)从悬浮液中除去溶剂
或者
b)(pre)该方法包括以下连续步骤:
i)将石墨悬浮在溶剂中并通过超声冲击剥离
ii)同时加入zn(ii)盐和碱,形成纳米zno颗粒
iii)搅拌混合物
iv)从悬浮液中除去溶剂
或者
c)(post)该方法包括以下步骤:
i)在第一反应器中将zn(ii)盐和碱在溶剂中混合,形成纳米zno颗粒
ii)在第二反应器中通过超声冲击将石墨剥离
iii)将i)和ii)的两种悬浮液混合在一起
iv)在步骤iii)之后,从悬浮液中除去溶剂。
18.制备根据权利要求6-8或权利要求10-13中任一项所述的初级回火复合材料b)的方法,其中将通过权利要求17的方法a)、b)或c)制备的初级涂覆复合材料a)在惰性气氛中在420℃-750℃的温度下回火或在还原气氛中在375℃-700℃的温度下回火。
19.根据权利要求18所述的制备初级回火复合材料b)的方法,其中对于在惰性气氛中回火的复合材料,回火温度为550-730℃,对于在还原气氛中回火的复合材料,回火温度为375-550℃。
20.根据权利要求18或19所述的制备初级回火复合材料b)的方法,其中还原气氛基本上由惰性气体和还原气体的混合物组成,选自n2/h2或ar/h2混合物或其混合物。
21.根据权利要求1-16中任一项所述的复合材料在锂离子电池组的阳极中、作为太阳能电池中的n-导体、作为光催化剂或在超大容量装置中的用途。
22.根据权利要求21所述的复合材料在锂离子电池组的阳极中的用途,其中复合材料是权利要求6-8中任一项或权利要求10-16中任一项的初级回火复合材料或根据权利要求6在还原气氛中回火的二次涂覆复合材料d)。
23.可用于锂离子电池组中的阳极,其包含权利要求6-8或权利要求10-16中任一项所述的初级涂覆回火复合材料b)或根据权利要求6在还原气氛中回火的二次涂覆复合材料d)。
24.锂离子电池组,其包含根据权利要求23所述的阳极。
25.根据权利要求6-11所述的初级涂覆复合材料a)作为制备权利要求6-8或权利要求10-16中任一项所述的初级涂覆回火复合材料b)的中间产品的用途。