[发明专利]一种高载量金属原子配位氮、氧负载中空碳/硫复合材料的制备方法及应用

权利要求书

1.一种高载量金属原子配位氮、氧负载中空碳/硫复合材料的制备方法，其特征在于该方法具体按以下步骤进行：

步骤一、将金属盐A分散在含表面活性剂的溶剂中，获得澄清溶液A；将配体分散在溶剂中形成澄清溶液B；

步骤二、将步骤一获得的溶液B加入到溶液A中，均匀混合，室温下沉降获得沉淀，用溶剂洗涤多次，干燥，获得白色沉淀物；

溶液A中金属盐与溶液B中配体的摩尔比为1：(1～3)；

步骤三、将步骤二中白色沉淀物放入管式炉中，惰性氛围热处理1～4h，冷却室温后将热处理后产物浸渍在刻蚀液中12～48h，洗涤，控制干燥温度为60～100℃，干燥6～12h，获得具有单金属原子配位氧负载中空碳材料；

步骤四、将步骤三中具有单金属原子配位氧负载中空碳材料加入到分散液中，分散均匀，加入氮源和金属盐B，搅拌混合12～24h，然后洗涤干燥，获得含氮前驱材料；

步骤五、将步骤四中含氮前驱材料放入管式炉中，惰性氛围下，控制温度为800～810℃，高温热处理10～180min，获得高载量金属原子配位氮、氧负载中空的碳材料；

步骤六、将升华硫与步骤五中所述碳材料混合，升华硫与碳材料质量比为(3～5)：1，在惰性氛围下，预热至硫熔融液体形态保持2-24h，研磨，然后在惰性氛围的管式炉中进行二次热处理，控制二次热处理温度为200～300℃，时间为1-3h，获得所述一种高载量金属原子配位氮、氧负载中空碳/硫复合材料，制备完成。

2.根据权利要求1所述的一种高载量金属原子配位氮、氧负载中空碳/硫复合材料的制备方法，其特征在于步骤一所述金属盐A为镍盐、铁盐、铈盐或锰盐。

3.根据权利要求1所述的一种高载量金属原子配位氮、氧负载中空碳/硫复合材料的制备方法，其特征在于步骤一所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、月桂酸、十二烷基硫酸钠或十六烷基三甲基溴化铵。

4.根据权利要求1所述的一种高载量金属原子配位氮、氧负载中空碳/硫复合材料的制备方法，其特征在于步骤一所述配体为1,3,5-苯三甲酸或间硝基-苯甲酸。

5.根据权利要求1所述的一种高载量金属原子配位氮、氧负载中空碳/硫复合材料的制备方法，其特征在于步骤一所述溶剂为无水乙醇或乙醇溶液。

6.根据权利要求1所述的一种高载量金属原子配位氮、氧负载中空碳/硫复合材料的制备方法，其特征在于步骤三热处理温度为560～900℃，热处理时间1～3h，升温速率为2～10℃/min。

7.根据权利要求1所述的一种高载量金属原子配位氮、氧负载中空碳/硫复合材料的制备方法，其特征在于步骤三所述刻蚀液为盐酸溶液、硫酸溶液、硝酸溶液或硼酸溶液，刻蚀液浓度为1～5mol/L。

8.根据权利要求1所述的一种高载量金属原子配位氮、氧负载中空碳/硫复合材料的制备方法，其特征在于步骤四所述分散液为异丙醇、乙醇或甲醇，分散时间为6～24h，分散方式为磁力搅拌。

9.根据权利要求1所述的一种高载量金属原子配位氮、氧负载中空碳/硫复合材料的制备方法，其特征在于步骤四所述金属盐B为镍盐、铁盐、铈盐或锰盐；氮源为二氢二胺、三聚氰胺或尿素。

10.如权利要求1所述的一种高载量金属原子配位氮、氧负载中空碳/硫复合材料的应用，其特征在于所述一种高载量金属原子配位氮、氧负载中空碳/硫复合材料作为正极应用于Li-S电池领域。