[发明专利]氮掺杂中空非晶碳壳材料、制备方法及应用

权利要求书

1.一种氮掺杂中空非晶碳壳钠金属电池负极材料的制备方法，其特征在于：将Tris缓冲剂缓慢滴入盐酸多巴胺溶液中，加入氧化锌纳米棒，搅拌、离心干燥，在氩气氛围中退火获得氮掺杂的非晶碳壳包覆氧化锌材料，盐酸刻蚀，得到长度3-4 μm，直径为400 nm氮掺杂的中空碳壳材料；

所述的氮掺杂中空非晶碳壳钠金属电池负极材料的具体制备步骤如下：

（1）制备氧化锌纳米棒粉末；

（2）将Tris和盐酸多巴胺分别溶于溶剂中，之后将Tris缓冲液缓慢滴加到盐酸多巴胺溶液中；

（3）将氧化锌纳米棒粉末加入到步骤（2）的混合溶液中，在黑暗环境中搅拌12小时；

（4）对步骤（3）所得溶液离心干燥，退火得氮掺杂的非晶碳壳包覆氧化锌粉末；

（5）将步骤（4）粉末放入配置的盐酸溶液中刻蚀，得到氮掺杂中空非晶碳壳材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中氧化锌纳米棒粉末的制备过程如下：将二水醋酸锌和六亚甲基四胺溶解于去离子水中，水浴加热反应，将所得白色溶液离心干燥，获得白色氧化锌粉末。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述二水醋酸锌、六亚甲基四胺和去离子水的质量比为1.1：0.7：200，水浴加热反应温度为90℃，时间为5小时。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中溶剂为酒精和去离子水的混合溶剂；盐酸多巴胺、酒精和去离子水的质量比为（110-120）：37：17；Tris缓冲剂、酒精和去离子水的质量比为（40-45）：2：1，盐酸多巴胺溶液与Tris缓冲液的体积比为（27-30）：3。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中混合溶液与氧化锌纳米棒粉末的质量比为100：（0.1-1）。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中退火处理为氩气条件下，温度为600 -800℃，时间为4-6小时。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中盐酸浓度为3-5 mol/l，刻蚀时间为2-3小时。

8.权利要求1-7任一项所述的制备方法制备得到的氮掺杂中空非晶碳壳材料，其特征在于：所述氮掺杂中空非晶碳壳材料为长度3-4 μm，直径为400 nm的棒状中空结构。

9.权利要求8所述的氮掺杂中空非晶碳壳材料在钠金属电池负极材料中的应用。