[发明专利]ZnS‑Al2O3/N‑C复合电极材料及制备方法

权利要求书

1.一种ZnS-Al₂O₃/N-C复合电极材料，其特征在于：该复合电极材料由硫化锌ZnS、氧化铝Al₂O₃和氮掺杂碳N-C三部分组成且各组分的质量百分数分别为32-43％、2-12％和45-66％；该ZnS-Al₂O₃/N-C复合电极材料由纳米片相互连接而成，呈花状多级结构；N-C作为纳米片的主体，构成连续的导电网络，无定型Al₂O₃和粒径为2-3纳米的ZnS颗粒均匀分散于N-C中，均匀分散的Al₂O₃起到阻隔ZnS纳米颗粒团聚的作用。

2.一种权利要求1所述ZnS-Al₂O₃/N-C复合电极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将二价金属离子M²⁺的可溶性盐、三价金属离子M'³⁺的可溶性盐及六次甲基四胺C₆H₁₂N₄溶于脱二氧化碳CO₂的去离子水中，得到无色透明溶液1；将含硫氮有机酸分散于脱二氧化碳CO₂的去离子水中，得到悬浊液2；将溶液1与悬浊液2搅拌均匀后得到混合溶液；而后将此混合溶液转入水热釜中在80-120℃反应10-24小时，反应结束后自然冷却至室温；将反应产物过滤，用去离子水洗涤滤饼至滤液pH值为7-7.5，然后将滤饼在50-80℃干燥6-12小时，即得到具有插层结构的层状双羟基复合金属氢氧化物；

(2)在惰性气氛下，将步骤(1)中获得的层状双羟基复合金属氧化物以2-10℃/分钟的速率升温至800-1000℃并焙烧2-10小时，自然冷却至室温即得到多级结构ZnS-Al₂O₃/N-C复合电极材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述二价金属离子M²⁺的可溶性盐为Zn的硝酸盐、硫酸盐、草酸盐或氯化物中的一种或多种，所述三价金属离子M^'3+的可溶性盐为Al的硝酸盐、硫酸盐、草酸盐或氯化物中的一种或多种。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述混合溶液中二价金属离子M²⁺与三价金属离子M^'3+的物质的量比为2-3.5:1，且二价金属离子M²⁺和三价金属离子M^'3+在混合溶液中的总浓度为0.1-0.2mol/L。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述六次甲基四胺C₆H₁₂N₄的物质的量为所述二价金属离子M²⁺和三价金属离子M^'3+总物质的量的1.8-2.2倍。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述含硫氮有机酸为间氨基苯磺酸、对氨基苯磺酸、邻氨基苯磺酸中的一种或多种，且含硫氮有机酸与三价金属离子M'³⁺的物质的量比为5-10:1。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述惰性气氛为氩气或氮气中的一种。