[发明专利]一种硫/MXene/石墨烯复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种硫/MXene/石墨烯复合材料，其特征在于，由单质硫、MXene与石墨烯制备得到，所述单质硫、MXene与石墨烯的质量比为4～17∶1～6∶1；

所述单质硫占所述单质硫、MXene和石墨烯总质量的70％～76％；

所述MXene的制备方法包括如下步骤：将氟化锂溶解于盐酸中，搅拌0.3～1小时后加入碳化铝钛，搅拌，在20～30℃的温度下反应20～30h，将所得反应产物洗涤至中性，然后置于去离子水中进行超声分散处理，再进行冷冻干燥处理，得到所述MXene；或者，所述MXene的制备方法包括如下步骤：将碳化铝钛加入氢氟酸中，搅拌，在20～30℃的温度下反应20～30h，将所得反应产物洗涤至中性，然后置于去离子水中进行超声分散处理，再进行冷冻干燥处理，得到所述MXene；

所述氟化锂、盐酸与碳化铝钛的配比为0.8～1.2g∶18～22ml∶1g，所述氢氟酸与碳化铝钛的配比为18～22ml∶1g；

所述超声分散处理的条件包括：温度为20～30℃，功率为150～250W，时间为4～6小时；

所述硫/MXene/石墨烯复合材料的制备方法包括以下步骤：将所述单质硫、MXene和石墨烯混合研磨，再将所得混合粉末装入密闭容器中进行熔融扩散反应，即得所述硫/MXene/石墨烯复合材料；所述密闭容器中的氧气小于0.1ppm、水分小于0.1ppm；

所述熔融扩散反应的温度为140～170℃。

2.根据权利要求1所述的硫/MXene/石墨烯复合材料，其特征在于，所述单质硫、MXene与石墨烯的质量比为14～16∶3～5∶1。

3.根据权利要求1所述的硫/MXene/石墨烯复合材料，其特征在于，所述单质硫、MXene与石墨烯的质量比为15∶4∶1。

4.根据权利要求1所述的硫/MXene/石墨烯复合材料，其特征在于，所述冷冻干燥的条件包括：温度低于-40℃，真空度小于10Pa，时间为16～20h。

5.一种权利要求1-4任一项所述的硫/MXene/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述单质硫、MXene和石墨烯混合研磨，再将所得混合粉末装入密闭容器中进行熔融扩散反应，即得所述硫/MXene/石墨烯复合材料；所述密闭容器中的氧气小于0.1ppm、水分小于0.1ppm；

所述熔融扩散反应的温度为140～170℃。

6.根据权利要求5所述的硫/MXene/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述熔融扩散反应的温度为150～160℃。

7.根据权利要求5所述的硫/MXene/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述熔融扩散反应的时间为6～14h。

8.根据权利要求7所述的硫/MXene/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述熔融扩散反应的时间为8-11h。

9.权利要求1-4任一项所述的硫/MXene/石墨烯复合材料在制备电池正极材料中的应用。

10.一种锂硫电池，其特征在于，其正极的制备材料包括权利要求1-4任一项所述的硫/MXene/石墨烯复合材料。