[发明专利]一种F-N-C复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种F-N-C复合材料的制备方法，其特征在于，利用可溶性锌盐和咪唑类配体反应生成金属有机骨架材料前驱体，再经过煅烧、氟化处理，得到F-N-C复合材料，具体包括如下步骤：

(1)将可溶性锌盐溶解于溶剂a中，得到溶液A；将咪唑类配体溶解于溶剂b中，得到溶液B；将溶液A和溶液B混合，搅拌、清洗、干燥后，得到金属有机骨架材料前驱体；

(2)将所述金属有机骨架材料前驱体，在惰性气氛保护下进行煅烧，得到氮掺杂的多孔碳材料；

(3)将所述氮掺杂的多孔碳材料经过氟化处理，清洗、干燥，即得到F-N-C复合材料；

步骤(3)中所述氟化处理为：将步骤(2)得到的氮掺杂的多孔碳材料置入氟化氢铵溶液中，在100-200℃下处理12-16h，所述氮掺杂的多孔碳材料与氟化氢铵溶液中的氟化氢铵的质量比为(0.5-1):(1-2)；

所述F-N-C复合材料为氟原子、氮原子共掺杂的多孔碳材料，其氟原子和氮原子分散在多孔碳材料的表面和内部。

2.根据权利要求1所述的一种F-N-C复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述可溶性锌盐为硝酸锌、硫酸锌、氯化锌和醋酸锌中的一种或几种；所述咪唑类配体为2-甲基咪唑；所述溶剂a和溶剂b分别独立选自无水甲醇、无水乙醇和N，N-二甲基甲酰胺中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种F-N-C复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述溶液A中Zn²⁺的浓度为0.02-0.1mol/L，所述溶液B中2-甲基咪唑的浓度为0.2-1.0mol/L，溶液A和溶液B混合时的体积比为1:1。

4.根据权利要求1所述的一种F-N-C复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述煅烧的温度为800-1100℃，升温速率为3-8℃/min，煅烧时间为1-3h。

5.一种根据权利要求1所述的F-N-C复合材料在锂硫电池隔膜中的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，将所述F-N-C复合材料、导电剂和粘结剂分散在有机溶剂中，研磨，得到墨汁，再将所述墨汁涂覆在锂硫电池隔膜表面，干燥后即得锂硫电池改性隔膜。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述墨汁涂覆的厚度为100-300μm。