[发明专利]一种氮硫共掺杂石墨烯和碳纳米管复合的多级三维碳纳米材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种氮硫共掺杂石墨烯和碳纳米管复合的多级三维碳纳米材料制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将氧化石墨烯分散于适量的去离子水中，得到氧化石墨烯分散液，然后依次加入三聚氰胺、三聚硫氰酸和钴盐，搅拌反应，搅拌温度为50℃～120℃，搅拌时间为1～12h；然后冷冻干燥样品；钴盐为乙酸钴、硝酸钴、硫酸钴和氯化钴中的一种；

所述氧化石墨烯分散液的浓度为0.1～4mg/ml，体积为20-100ml；

所述氧化石墨烯、三聚氰氨和三聚硫氰酸、钴盐的质量比为1：(0.2～10):(0.2～5)：(0.3～12)；

2)热处理样品：将干燥的样品置于惰性气体保护的管式炉中煅烧；

所述热处理过程采用2～20℃/min的升温速率升温到600～1000℃，保温1～5h；

3)将热处理完的样品置于稀盐酸中，搅拌刻蚀掉金属颗粒，过滤、清洗即得到氮硫共掺杂石墨烯和碳纳米管复合的多级三维碳纳米材料。

2.根据权利要求1所述的氮硫共掺杂石墨烯和碳纳米管复合的多级三维碳纳米材料制备方法，其特征在于：所述步骤2)中热处理过程中保护气氛惰性气体的气流速度为0～500sccm。

3.根据权利要求1所述的氮硫共掺杂石墨烯和碳纳米管复合的多级三维碳纳米材料制备方法，其特征在于：所述步骤3)中的稀盐酸浓度为1～6M，搅拌时间为1～5天。

4.一种根据权利要求1～3任一项方法制备的氮硫共掺杂石墨烯和碳纳米管复合的多级三维碳纳米材料。

5.一种权利要求4所述氮硫共掺杂石墨烯和碳纳米管复合的多级三维碳纳米材料作为锂电池负极活性材料、钠电池负极活性材料或者锂硫电池正极载体的应用。