[发明专利]一种N掺杂多孔碳复合中空NiCo2

权利要求书

1.一种N掺杂多孔碳复合中空NiCo₂O₄电极材料，其特征在于：所述电极材料的制法包括以下步骤：

（1）将纤维素超声分散在过硫酸铵溶液中，进行改性反应，其中，纤维素和过硫酸铵之间的质量比为10:200-300，反应的温度为50-80℃，反应的时间为80-120min，待反应结束后，对悬浮液进行离心洗涤，得到的悬浮液通过透析袋进行透析，直至pH不变，然后稀释悬浮液至6-10倍，并使用超声进行处理，得到羧酸化纤维素；

（2）将羧酸化纤维素与N,N-二异丙基碳二亚胺分散在N,N-二甲基甲酰胺溶液中，然后向溶液中加入4-(1H)-吡啶酮，进行改性反应，待反应结束后，得到吡啶酮功能化纤维素；

（3）将吡啶酮功能化纤维素置于反应釜中，搅拌均匀后，密封，进行水热反应，待反应结束后，分离出固体产物，烘干，得到N掺杂碳前驱体；

（4）将N掺杂碳前驱体与氢氧化钾超声分散在去离子水中，搅拌均匀后，干燥，将干燥的固体转移至瓷舟中，在氮气氛围下进行煅烧，煅烧产物经过质量分数为8-12%的盐酸溶液洗涤后，再使用去离子水洗涤至中性，得到N掺杂多孔碳；

（5）按照体积比10:40-60，将丙三醇与异丙三醇混合均匀后，加入硝酸钴，硝酸镍和N掺杂多孔碳搅拌，再转移至反应釜中，进行水热反应，待反应结束后，使用乙醇洗涤，得到镍钴甘油酸盐的前驱体；

（6）将镍钴甘油酸盐的前驱体转移至反应釜中，继续进行二次水热反应，待反应结束后，使用乙醇和去离子水分别进行洗涤，然后将固体产物进行煅烧，得到N掺杂多孔碳复合中空NiCo₂O₄电极材料。

2.根据权利要求1所述的一种N掺杂多孔碳复合中空NiCo₂O₄电极材料，其特征在于：所述步骤（2）中羧酸化纤维素，N,N-二异丙基碳二亚胺和入4-(1H)-吡啶酮之间的质量比为10:10-15:25-35。

3.根据权利要求1所述的一种N掺杂多孔碳复合中空NiCo₂O₄电极材料，其特征在于：所述步骤（2）中改性反应的反应温度为20-40℃，反应时间为3-8h。

4.根据权利要求1所述的一种N掺杂多孔碳复合中空NiCo₂O₄电极材料，其特征在于：所述步骤（3）中水热反应的反应温度为210-240℃，反应时间为3-8h。

5.根据权利要求1所述的一种N掺杂多孔碳复合中空NiCo₂O₄电极材料，其特征在于：所述步骤（4）中N掺杂碳前驱体与氢氧化钾之间的质量比为100:80-120。

6.根据权利要求1所述的一种N掺杂多孔碳复合中空NiCo₂O₄电极材料，其特征在于：所述步骤（4）中煅烧的温度为600-700℃，煅烧的时间为1-3h。

7.根据权利要求1所述的一种N掺杂多孔碳复合中空NiCo₂O₄电极材料，其特征在于：所述步骤（5）中硝酸钴，硝酸镍和N掺杂多孔碳之间的质量比为700-900:330-420:100。

8.根据权利要求1所述的一种N掺杂多孔碳复合中空NiCo₂O₄电极材料，其特征在于：所述步骤（5）中水热反应的反应温度为170-200℃，反应时间为4-8h。

9.根据权利要求1所述的一种N掺杂多孔碳复合中空NiCo₂O₄电极材料，其特征在于：所述步骤（6）中二次水热反应的反应温度为150-180℃，反应时间为1-3h。

10.根据权利要求1所述的一种N掺杂多孔碳复合中空NiCo₂O₄电极材料，其特征在于：所述步骤（6）中煅烧的温度为280-320℃，煅烧的时间为1-3h。