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专利号: 2020101861427
申请人: 广西师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种氮掺杂碳纳米管负载磷掺杂四氧化三钴复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将水、乙醇和盐酸混合得混合液A,其中,水与乙醇的体积比为1:2,盐酸浓度为0.8-

1.2mol/L,向混合液A中加入苯胺溶液,搅拌均匀得到混合液B,其中,苯胺溶液与混合液A的体积比为1:38-42;再向混合液B中按照液固比为3-4:1加入碳纳米管,搅拌均匀得混合物C;

(2)将步骤(1)的混合物C的温度调节至0-10℃,向混合物C中缓慢加入过硫酸铵溶液,持续搅拌,直至溶液变成深蓝色,标志着聚苯胺包覆在碳纳米管表面;

(3)将步骤(2)得到的产物加入到0.5-1mol/L的过量钴源中搅拌浸泡,搅拌时间为12-

24h,然后用水洗涤、抽滤,用丙酮抽滤、洗涤,干燥得到Co/NCNT前驱体材料;

(4)将步骤(3)得到的Co/NCNT材料放入管式炉,在氩气氛围下,高温煅烧,得到氮掺杂碳纳米管负载金属钴纳米颗粒,即Co/NCNT材料;

(5)将步骤(4)得到的Co/NCNT材料转移到瓷舟中,在氧气氛围下氧化,得到氮掺杂碳纳米管负载四氧化三钴复合材料,即Co3O4/NCNT复合材料;

(6)将步骤(5)得到的产物在氩气氛围下,加入磷源进行磷化,磷源与Co3O4/NCNT复合材料的质量比为4-6:1;得到氮掺杂碳纳米管负载磷掺杂四氧化三钴复合材料,即P-Co3O4/NCNT复合材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述碳纳米管的直径为50-200nm。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述的钴源为六水合硝酸钴、六水合氯化钴、四水合乙酸钴中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(4)中所述的高温煅烧的温度为

750-850℃,煅烧时间为1-2h。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(5)中进行氧化的氧化温度为

300-400℃,煅烧时间为1-2h。

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(6)中加入进行磷化的磷化温度为300-400℃,煅烧时间为1-2h。

7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(6)中所述的磷源为次磷酸钠或磷酸二氢钠。

8.由权利要求1-7任一项制备所得氮掺杂碳纳米管负载磷掺杂四氧化三钴复合材料的应用,其特征在于:将其用于锂硫电池,所述锂硫电池包括石墨烯/硫复合正极、金属锂片、隔膜和电解液,使用时将所述复合材料涂覆于隔膜上进行隔膜修饰。

9.一种锂硫电池,包括石墨烯/硫复合正极、金属锂片、隔膜和电解液,其特征在于:所用的隔膜是采用权利要求1-8任一项制备的氮掺杂碳纳米管负载磷掺杂四氧化三钴复合材料进行了修饰的隔膜。