噴霧干燥法制備球形鈉鐵硫酸鹽顆粒并進(jìn)行碳納米管改性

噴霧干燥法在材料制備領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，而將其用于制備球形鈉鐵硫酸鹽顆粒并進(jìn)行碳納米管改性是一個(gè)具有創(chuàng)新性的研究方向。

一、噴霧干燥法制備球形材料的優(yōu)勢(shì)

良好的顆粒形態(tài)控制：噴霧干燥法能夠制備出粒徑均勻、正球形的顆粒。例如，在文獻(xiàn)中提到利用噴霧干燥法制備了粒徑約為 1μm 的正球形 Li3V2 (PO4)/C 活性材料，顆粒尺寸均勻，振實(shí)密度較高。這種良好的顆粒形態(tài)控制有助于提高材料的性能，如改善鋰離子擴(kuò)散能力。

高比表面積和特定結(jié)構(gòu)：通過(guò)噴霧干燥結(jié)合煅燒工藝合成具有納微結(jié)構(gòu)和多孔結(jié)構(gòu)的球形材料，如管曉梅等人采用噴霧干燥結(jié)合煅燒工藝合成具有納微多孔球形 LiFePO4/C 鋰離子電池正極材料。當(dāng)煅燒溫度為 700℃時(shí)，所得的 LFP/C 微米球形顆粒是由大量粒徑約為 20nm 的顆粒及發(fā)育良好且相互連通的孔道組成，其比表面積為 28.77m2/g。高比表面積和特定的結(jié)構(gòu)有利于材料在電化學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。

二、碳納米管在材料改性中的作用

提高導(dǎo)電性：碳納米管具有優(yōu)異的導(dǎo)電性。在一些研究中，碳納米管被用于提高材料的導(dǎo)電性。例如，以葡萄糖為碳源，CTAB 為表面活性劑，利用噴霧干燥法制備的 Li3V2 (PO4)/C 中，葡萄糖熱解碳所形成的包覆層有效提高了材料的導(dǎo)電性。在制備線球狀 SiO/CNTs 復(fù)合負(fù)極材料時(shí)，碳納米管作為導(dǎo)電骨架可以有效提高復(fù)合材料的導(dǎo)電性，有利于電極材料容量的發(fā)揮。

增強(qiáng)催化活性：在提升碳納米管對(duì)過(guò)硫酸鹽的催化活性方面，通過(guò)化學(xué)處理分別得到表面氨基化、羥基化和羧基化改性的碳納米管材料。結(jié)果表明氨基和羥基改性能夠顯著增強(qiáng) CNT 的催化活性。雖然這里是針對(duì)過(guò)硫酸鹽的催化活性，但也為碳納米管在其他領(lǐng)域的改性應(yīng)用提供了參考。

三、噴霧干燥法制備球形鈉鐵硫酸鹽顆粒并進(jìn)行碳納米管改性的可能途徑和潛在應(yīng)用

制備途徑：可以借鑒已有的噴霧干燥法制備球形材料的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)調(diào)整原料配方和工藝參數(shù)，嘗試制備球形鈉鐵硫酸鹽顆粒。例如，控制溶液的濃度、pH 值、反應(yīng)時(shí)間等因素，以獲得理想的顆粒形態(tài)和尺寸。在制備過(guò)程中，可以引入碳納米管進(jìn)行改性，如將碳納米管與鈉鐵硫酸鹽溶液混合后進(jìn)行噴霧干燥，或者在制備好的球形鈉鐵硫酸鹽顆粒表面進(jìn)行碳納米管的包覆處理。