(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111459785.5 (22)申请日 2021.12.02 (71)申请人 上海纳米技 术及应用国家工程研究 中心有限公司 地址 201109 上海市闵行区剑川路468号 (72)发明人 崔大祥　吴晓燕　林琳　王敬锋　 陈超　 (74)专利代理 机构 上海东亚专利商标代理有限 公司 31208 代理人 董梅 (51)Int.Cl. H01M 4/36(2006.01) H01M 4/52(2010.01) H01M 4/58(2010.01) H01M 10/0525(2010.01)B82Y 30/00(2011.01) (54)发明名称 三维核壳纳米花阵列材料的制备方法及其 产品和应用 (57)摘要 本发明提供一种三维核壳纳米花阵列材料 的制备方法及其产品和应用， 钴盐、 氟化铵和尿 素溶于去离子水中， 搅拌转入反应釜中， 然后将 干净的锌条置于反应釜中， 密封反应， 冷却至室 温， 锌片用去离子水和乙醇洗涤； 将可溶性锌盐、 尿素溶于去离子水中， 将其转入含有锌片的反应 釜中反应， 用去离子水和乙醇洗涤； 将硫化铵溶 于去离子 水中， 向含有锌片的反应釜中加入溶有 尿素水溶液， 逐滴滴加硫化铵溶液， 反应； 取出锌 片， 烘干； 将锌片置于惰性气体中， 煅烧 得最终产 物。 该制备方法简单， 工艺条件容易实现， 能量消 耗低， 且制备 无污染。 权利要求书2页 说明书3页 CN 114156454 A 2022.03.08 CN 114156454 A 1.一种三维核壳纳米花阵列材料的制备方法， 所述三维核壳纳米花阵列材料为Co3O4@ ZnCo2S4， 其特征在于， 经 过三步水热反应， 然后煅烧制备 得到的， 包括如下步骤， 第一步： 将钴盐、 氟化铵和尿素溶于去离子水中， 使钴盐、 氟化铵和尿素的摩尔量比为 2： 8： 10， 溶于40  mL去离子水中磁力搅拌30~60 min转入100  mL反应釜中， 然后， 将干净的锌 条置于反应釜中， 密封， 100~120℃反应9~12 h， 冷却至室温， 锌片用去离子水和乙醇洗涤3 ‑ 5次； 第二步： 将可溶性锌盐和尿素溶于另外的40  mL去离子水中， 其中， 锌盐、 尿素与第一步 中所述的钴盐的摩尔比为1： 1： 2， 将其转入含有锌片的反应釜中， 100~120 ℃反应6~8 h， 用 去离子水和乙醇洗涤3~5次； 第三步： 将硫化铵溶于去离子水中， 向第二步中含有锌片的反应釜中加入溶有尿素水 溶液， 逐滴滴加4~6滴硫化铵溶液， 在100~120 ℃反应8~12 h； 取出锌片， 置于真空烘箱60~ 80 ℃过夜烘干； 第四步： 将第三步中的锌片置于惰性气体中， 300~400 ℃煅烧3~5 h， 得三维核壳纳米 花阵列材 料Co3O4@ZnCo2S4。 2.根据权利要求1所述的三维核壳纳米花阵列材料的制备方法， 其特征在于所述的钴 盐是硝酸钴、 醋酸钴或柠檬酸钴中的一种或其组合。 3.根据权利要求1所述的三维核壳纳米花阵列材料的制备方法， 其特征在于所述的锌 盐是硝酸锌、 醋酸锌或柠檬酸锌中的一种或其组合。 4.根据权利要求1所述的三维核壳纳米花阵列材料的制备方法， 其特征在于所述的惰 性气体是氮气或氩气中的一种或其组合。 5.根据权利要求1至4任一项所述的三维核壳纳米花阵列材料的制备方法， 其特征在 于， 按如下步骤制备， 第一步： 将硝酸钴、 氟化铵和尿素溶于去离子水中， 使硝酸钴、 氟化铵和尿素的摩尔量 比为2： 8： 10， 溶于40  mL去离子水中磁力搅拌30  min转入100  mL反应釜中， 然后， 将干净的 锌条置于反应釜中， 密封， 10 0℃反应12  h， 冷却至室温， 锌片用去离 子水和乙醇洗涤3次； 第二步： 将可溶性硝酸锌和尿素溶于另外的40  mL去离子水中， 其中， 硝酸锌、 尿素与第 一步中硝酸钴的摩尔比为1： 1： 2， 将其转入上述含有锌片的100  mL反应釜中， 100  ℃反应8  h， 用去离 子水和乙醇洗涤5次； 第三步： 将硫化铵溶于去离子水中， 向第二步中含有锌片的反应釜中加入溶有尿素水 溶液， 逐滴滴加4滴硫化铵溶液， 在100  ℃反应12  h； 取出锌片， 置于真空烘箱60℃过夜烘 干； 第四步： 将第三步中的锌片置于惰性氮气气体中， 300  ℃煅烧5 h， 得三维核壳纳米花 阵列材料Co3O4@ZnCo2S4。 6.根据权利要求1至4任一项所述的三维核壳纳米花阵列材料的制备方法， 其特征在 于， 按如下步骤制备， 第一步： 将柠檬酸钴、 氟化铵和尿素溶于去离子水中， 使柠檬酸钴、 氟化铵和尿素的摩 尔量比为2： 8： 10， 溶于40  mL去离子水中磁力搅拌60min转入100  mL反应釜中， 然后， 将干净 的锌条置 于反应釜中， 密封， 120  ℃反应9 h， 冷却至室温， 锌片用去离 子水和乙醇洗涤3次； 第二步： 将可溶性柠檬酸锌和尿素溶于另外的40  mL去离子水中， 其中， 柠檬酸锌、 尿素权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114156454 A 2与第一步中柠檬酸钴的摩尔比为1： 1： 2， 将其转入上述含有锌片的反应釜中， 100  ℃反应8  h， 用去离 子水和乙醇洗涤5次； 第三步： 将硫化铵溶于去离子水中， 向第二步中含有锌片的反应釜中加入溶有尿素水 溶液， 逐滴滴加6滴硫化铵溶液， 在120  ℃反应10  h； 取出锌片， 置于真空烘箱60℃过夜烘 干； 第四步： 将第三步中的锌片置于惰性氩气气体 中， 350℃煅烧4  h， 得三维核壳米花阵列 材料Co3O4@ZnCo2S4。 7.根据权利要求1至4任一项所述的三维核壳纳米花阵列材料的制备方法， 其特征在 于， 按如下步骤制备， 第一步： 将醋酸钴、 氟化铵和尿素溶于去离子水中， 使醋酸钴、 氟化铵和尿素的摩尔量 比为2： 8： 10， 溶于40  mL去离子水中磁力搅拌60  min转入100  mL反应釜中， 然后， 将干净的 锌条置于反应釜中， 密封， 120  ℃反应9 h， 冷却至室温， 锌片用去离 子水和乙醇洗涤3次； 第二步： 将可溶性醋酸锌和尿素溶于另外的40  mL去离子水中， 其中， 醋酸锌、 尿素与第 一步中醋酸钴的摩尔比为 1： 1： 2， 将其转入上述含有锌片的反应釜中， 100  ℃反应8 h， 用去 离子水和乙醇洗涤5次； 第三步： 将硫化铵溶于去离子水中， 向第二步中含有锌片的反应釜中加入溶有尿素水 溶液， 逐滴滴加6滴硫化铵溶液， 在120  ℃反应10  h； 取出锌片， 置于真空烘箱80  ℃过夜烘 干； 第四步： 将第三步中的锌片置于惰性气体氩气中， 400  ℃煅烧5 h， 得三维核壳米花阵 列材料Co3O4@ZnCo2S4。 8.一种三维核壳纳米花阵列材料， 其特征在于根据权利要求1 ‑7任一所述的方法制备 得到， 所述 三维核壳纳米花阵列材 料为Co3O4@ZnCo2S4。 9.一种根据权利要求8所述 三维核壳纳米花阵列材 料作为锂电负极材 料的应用。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114156454 A 3