过程工程所在溶剂萃取反胶团法规模化制备纳米能源材料磷酸铁方面取得进展

磷酸铁是锂离子电池用的重要铁基正极材料之一，由于其低成本、环境友好、充电容量高而受到人们的广泛关注。特别地，FePO4可以作为前驱体制备电动汽车中广泛使用的动力电池用正极材料LiFePO4。此外，单分散的纳米球，具有较高的堆积密度，在光电、催花、药物传输、分离以及传感器等领域显现出了突出的优势。因此，单分散磷酸铁纳米球的规模化制备研究意义重大。

近日，刘会洲课题组的赵君梅等人开发了一种溶剂萃取反胶团法制备无机盐纳米颗粒的方法（如下图）。该方法是利用常规的商业酸性萃取剂和碱性萃取剂组成表面活性更强的酸碱耦合萃取剂，通过萃取的方法，更容易构成反胶团体系。利用反胶团内的微水池作为微反应器，纳米颗粒在该反应器内成核生长，在反胶团的自组装作用下，形成具有一定规则形貌的纳米颗粒。该合成方法简单，尤其适合规模化制备。特别是，所使用的商业萃取剂成本低，且可以循环使用。利用该方法，我们目前已经成功制备了单分散的磷酸铁纳米球。本工作与中科院物理所清洁能源实验室合作，合成的材料应用在锂离子电池和钠离子电池中，其电化学测试结果表明该材料具有良好的储锂和储钠性能，在储能领域展现了潜在的应用前景，并正在尝试利用该纳米球制备高性能的LiFePO4正极材料。上述研究成果已发表在ChemSusChem (2012, 5, 1495-1500；DOI: 10.1002/cssc.201100844)上。

当前，这一方法的广泛适用性正在进一步的研究当中，希望该方法能扩展到其它纳米功能材料以及其它规则形貌的可控制备方面。

以上研究工作得到973项目（2012CBA01202）和国家自然科学基金（51104138, 51090382）的资助。

（绿色过程与工程院重点实验室）