[发明专利]碳包覆硫化锌@碳异形空心纳米多面体材料及其制备和应用

权利要求书

1.一种碳包覆硫化锌@碳异形空心纳米多面体材料，其特征在于，硫化锌纳米颗粒与非晶态碳组装成硫化锌@碳异形空心纳米多面体，所述硫化锌@碳异形空心纳米多面体的结构是由两个立方体交错生长而成，所述硫化锌@碳异形空心纳米多面体表面包覆有非晶态碳层。

2.根据权利要求1所述的碳包覆硫化锌@碳异形空心纳米多面体材料，其特征在于，所述硫化锌纳米颗粒的尺寸为3-10nm；

所述立方体的边长为1-2μm；

所述非晶态碳层由间苯二酚-甲醛树脂碳化形成，厚度为3-30nm。

3.根据权利要求1或2所述的碳包覆硫化锌@碳异形空心纳米多面体材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

(1)将CTAB溶解于去离子水，加入Zn(CH₃COO)₂·2H₂O，继续搅拌，得到Zn(CH₃COO)₂溶液；将2-甲基咪唑溶解于去离子水得到2-甲基咪唑溶液；在搅拌条件下，将所述2-甲基咪唑溶液倒入所述Zn(CH₃COO)₂溶液中，继续搅拌；然后将所得混合溶液加热至100-200℃，保温12h，进行溶剂热反应；反应结束后冷却至室温，离心分离产物，用甲醇洗涤，60℃干燥，得到异形沸石咪唑酯骨架结构材料ZIF-8；

(2)取步骤(1)制备的异形沸石咪唑酯骨架结构材料ZIF-8分散于去离子水，加入CTAB，搅拌，随后加入无水乙醇和间苯二酚，溶液置于35℃水浴中搅拌35min，然后滴加甲醛溶液，继续在35℃水浴中搅拌12h，随后室温下老化8h，最后离心分离产物，用去离子水和乙醇清洗，60℃烘干，得到RF树脂包覆异形ZIF-8；

(3)取步骤(2)制备的RF树脂包覆异形ZIF-8放入瓷舟，置于石英管式炉下游，再按RF树脂包覆异形ZIF-8:硫粉质量比＝1:4取硫粉放入另一瓷舟，置于所述石英管式炉上游，在氩气保护下，以2℃min^-1的速率加热到400-700℃，保温2h，得到所述碳包覆硫化锌@碳异形空心纳米多面体材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，相对于0.05g CTAB，所述Zn(CH₃COO)₂·2H₂O的用量为0.128g，所述2-甲基咪唑的用量为1.1g。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，相对于0.08g异形沸石咪唑酯骨架结构材料ZIF-8，所述CTAB的用量为0.25g，所述无水乙醇的用量为10mL，所述间苯二酚的用量为10-100mg，所述甲醛溶液的用量为10-200μL，所述甲醛溶液中甲醛的质量浓度为37％。

6.根据权利要求1或2所述的碳包覆硫化锌@碳异形空心纳米多面体材料在锂离子电池负极材料中的应用。