[發明專利]活性量子點@多孔碳材料及其制備和在鋰硫電池中的應用

有效

• 申請號: 202010049652.X
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111244416B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 張治安;鄭景強;賴延清;姜懷;覃富榮;洪波;張凱;李劼
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/052
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 盛武生;魏娟

1.一種活性量子點@多孔碳材料，其特征在于，包括多孔碳，以及原位負載在多孔碳上的活性量子點；所述的活性量子點為氮化鈦、和/或二氧化鈦-氮化鈦異質結；

所述的活性量子點@多孔碳材料由以下步驟制備：

步驟(1)：多孔碳制備：

將碳源、SiO₂模板、表面活性劑的溶液干燥、隨后在800～1200℃碳化后刻蝕模板得到多孔碳；二氧化硅模板的粒徑為50～500nm均勻顆粒；表面活性劑、碳源、二氧化硅模板的重量比為0.1～1：45～50：45～50；

步驟(2)：流化

將制得的多孔碳和鈦源在流化床中，通入干燥氣體進行流化干燥、隨后通入含水氣氛進行流化水解、再后通入含氨氣氣氛進行流化氨化，反應結束后，獲得所述的活性量子點@多孔碳材料；

多孔碳和鈦源的重量比為10：1～100：1；

流化水解過程的溫度為80～300℃；

所述的流化氨化的溫度為500～800℃。

2.如權利要求1所述的活性量子點@多孔碳材料，其特征在于，所述的多孔碳為帶有若干模板刻蝕孔的薄壁多孔碳材料。

3.如權利要求2所述的活性量子點@多孔碳材料，其特征在于，所述的多孔碳材料具有通孔結構。

4.如權利要求2所述的活性量子點@多孔碳材料，其特征在于，所述的模板刻蝕孔為均勻孔。

5.如權利要求4所述的活性量子點@多孔碳材料，其特征在于，模板刻蝕孔的孔徑為50～500nm；形成模板刻蝕孔的模板的粒徑偏差≤3％。

6.如權利要求1所述的活性量子點@多孔碳材料，其特征在于，所述的活性量子點的含量為0.1～10wt.％。

7.如權利要求6所述的活性量子點@多孔碳材料，其特征在于，所述的活性量子點的含量為2～6wt.％。

8.如權利要求1所述的活性量子點@多孔碳材料，其特征在于，所述表面活性劑為PVP、CTAB、SDS中的至少一種。

9.如權利要求1所述的活性量子點@多孔碳材料，其特征在于，所述的碳源為蔗糖、淀粉、聚多巴胺中的至少一種。

10.如權利要求1所述的活性量子點@多孔碳材料，其特征在于，所述的刻蝕為酸刻蝕或者堿刻蝕。

11.如權利要求10所述的活性量子點@多孔碳材料，其特征在于，堿刻蝕所采用的堿液為堿金屬氫氧化物溶液，其濃度為5～10M。

12.如權利要求1所述的活性量子點@多孔碳材料，其特征在于，刻蝕的溫度為80～120℃，時間為5～10小時。

13.如權利要求1所述的活性量子點@多孔碳材料，其特征在于，所述的干燥氣體為氮氣和/或惰性氣體。

14.如權利要求1所述的活性量子點@多孔碳材料，其特征在于，流化干燥過程的溫度為10～100℃。

15.如權利要求1所述的活性量子點@多孔碳材料，其特征在于，含水氣氛為水-保護氣的混合氣。

16.如權利要求15所述的活性量子點@多孔碳材料，其特征在于，含水氣氛中，水的體積含量為0.01％～15％。

17.如權利要求1所述的活性量子點@多孔碳材料，其特征在于，所述的含氨氣氣氛為純氨氣或者氨氣-保護氣的混合氣；其中，氨氣的含量不低于30％。

18.如權利要求1所述的活性量子點@多孔碳材料，其特征在于，流化氨化的時間大于或等于1h。