腐植酸钠螯合亚铁离子：水相合成高纯硫酸盐正极材料用于可持续钠离子储能

腐植酸钠螯合亚铁离子：水相合成高纯硫酸盐正极材料用于可持续钠离子储能

Na2Fe2(SO4)3（NFS）是一种前景广阔、低成本、高电压的正极材料，其元素储量丰富，适用于可持续钠离子电池。然而，NFS的高性能应用受限于其低电导率和易生成硫酸亚铁（FeSO4）杂质的困扰，严重制约其高性能规模化应用。

太原理工大学材料科学与工程学院潘跃德团队，采用腐植酸钠（SH）作为Fe²⁺螯合剂，通过简便的水相合成工艺，成功制备出高纯度NFS正极材料，为通过螯合化学开发纯相聚阴离子正极材料开辟了新途径。相关研究成果以《Sodium Humate Chelating Ferrous Ions in the Aqueous Synthesis of High-Purity Sulfate Cathode Materials for Sustainable Sodium Ion Storage》（腐植酸钠螯合亚铁离子：水相合成高纯硫酸盐基正极材料用于可持续钠离子储能体系）为题，于2026年7月2日发表在国际期刊Chem Sus Chem（《化学与可持续性、能源与材料》）上。

该研究采用非螯合性羧酸钠盐（如谷氨酸钠、乙酸钠或葡萄糖酸钠）开展同步对照试验，结果显示所有对照组产物均伴有大量的水合硫酸亚铁（FeSO4·H2O）杂质。而引入腐植酸钠后，可有效规避一水合硫酸亚铁杂相生成问题，该螯合优化技术同样适用于改性磷酸盐掺杂型硫酸盐正极材料Na2.5Fe2(SO4)2.5(PO4)0.5（NFSP）的合成制备，普适性极强。

研究团队通过可视化实验以及X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱表征，证实了SH与Fe²⁺之间的螯合作用，明确了其抑杂提纯、优化材料晶相结构的核心作用机理。

研究团队通过石墨烯复合改性进一步提升材料电化学性能，有效改善电极容量与倍率充放电性能。试验数据表明：在0.1C倍率条件下，掺杂4%石墨烯的复合改性材料（NFS/4%G）首次放电比容量可达84.77 mAh/g，是纯相NFS材料（40.11 mAh/g）的2倍，材料储能性能实现大幅跃升。