[发明专利]一种反蛋白石结构多孔碳内嵌双金属硒化物量子点材料的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种反蛋白石结构多孔碳内嵌双金属硒化物量子点材料的制备方法及其应用，包括如下步骤：(1)将CoCl₂·6H₂O、FeCl₃·6H₂O和油酸钠溶解于由乙醇、超纯水和正己烷组成的混合溶剂中，进行回流反应，得到分层的物料，将上层棕黑色的物料用超纯水洗涤后，获得Co‑Fe‑油酸盐溶液；(2)将上述Co‑Fe‑油酸盐溶液、硒粉、二氧化硅微球和油胺混合均匀，然后在氩氢气气氛下煅烧；(3)将步骤(2)所得的物料分散于NaOH溶液中，加热搅拌以去除模板，然后经离心洗涤，获得所述反蛋白石结构多孔碳内嵌双金属硒化物量子点材料。

技术领域

本发明属于锂硫电池技术领域，具体涉及一种反蛋白石结构多孔碳内嵌双金属硒化物量子点材料的制备方法及其应用。

背景技术

锂硫电池(Li-S)因其较高的理论容量和能量密度被认为是目前商用锂离子电池的潜在替代品，同时硫的丰富储量，无毒等优势使得锂硫电池在未来大规模的商业化应用中具有可行性。但是，锂硫电池的实际应用仍然受到诸多的挑战，包括硫正极产生的多硫化锂带来的穿梭效应会导致缓慢的反应动力学和不可避免的硫损失。同时，负极侧在循环过程中不可控的锂枝晶生长会渗透过隔膜，导致电池短路，以及起火等安全隐患的产生。因此，探索具有优异电化学性能的硫和\或锂载体以克服正极侧多硫化锂的穿梭问题以及负极侧的锂(Li)枝晶问题具有重要的科学意义和广阔的应用前景。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种反蛋白石结构多孔碳内嵌双金属硒化物量子点材料的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述反蛋白石结构多孔碳内嵌双金属硒化物量子点材料的应用。

本发明的技术方案如下：

一种反蛋白石结构多孔碳内嵌双金属硒化物量子点材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将CoCl₂·6H₂O、FeCl₃·6H₂O和油酸钠以4-6∶4-6∶29-31的摩尔比溶解于由乙醇、超纯水和正己烷组成的混合溶剂中，于68-72℃回流反应3-5h，得到分层的物料，将上层棕黑色的物料用超纯水洗涤后，获得Co-Fe-油酸盐溶液；

(2)将上述Co-Fe-油酸盐溶液、硒粉、二氧化硅微球和油胺混合均匀，然后在氩氢气气氛下，于640-655℃煅烧2.5-3.5h；

(3)将步骤(2)所得的物料分散于NaOH溶液中，于75-80℃下搅拌10-13h以去除模板，然后经离心洗涤，获得所述反蛋白石结构多孔碳内嵌双金属硒化物量子点材料。

在本发明的一个优选实施方案中，所述混合溶剂由乙醇、超纯水和正己烷以4∶4∶7的体积比组成。

进一步优选的，所述CoCl₂·6H₂O、FeCl₃·6H₂O、油酸和混合溶剂比例为5mmol∶5mmol∶30mmol∶75mL。

更进一步优选的，所述步骤(2)中，所述Co-Fe-油酸盐溶液、硒粉、二氧化硅微球和油胺的比例为0.8-1.2g∶0.4-0.6g∶0.4-0.6g∶0.8-1.2mL。

再进一步优选的，所述步骤(2)中，所述Co-Fe-油酸盐溶液、硒粉、二氧化硅微球和油胺的比例为1g∶0.5g∶0.5g∶1mL。

在本发明的一个优选实施方案中，所述NaOH溶液的浓度为2mol/L。

上述制备方法制得的反蛋白石结构多孔碳内嵌双金属硒化物量子点材料作为锂硫电池中硫和\或锂的载体的应用。

一种锂硫电池，其具有上述制备方法制得的反蛋白石结构多孔碳内嵌双金属硒化物量子点材料。