[發明專利]碳包覆硫化鋅@碳異形空心納米多面體材料及其制備和應用

有效

• 申請號: 202011594864.2
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112701284B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 楊秋合;袁永鋒
• 申請（專利權）人: 杭州職業技術學院
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525;C08G83/00;C01G9/08;C01B32/15;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種碳包覆硫化鋅@碳異形空心納米多面體材料，其特征在于，硫化鋅納米顆粒與非晶態碳組裝成硫化鋅@碳異形空心納米多面體，所述硫化鋅@碳異形空心納米多面體的結構是由兩個立方體交錯生長而成，所述硫化鋅@碳異形空心納米多面體表面包覆有非晶態碳層。

2.根據權利要求1所述的碳包覆硫化鋅@碳異形空心納米多面體材料，其特征在于，所述硫化鋅納米顆粒的尺寸為3-10nm；

所述立方體的邊長為1-2μm；

所述非晶態碳層由間苯二酚-甲醛樹脂碳化形成，厚度為3-30nm。

3.根據權利要求1或2所述的碳包覆硫化鋅@碳異形空心納米多面體材料的制備方法，其特征在于，包括步驟：

(1)將CTAB溶解于去離子水，加入Zn(CH₃COO)₂·2H₂O，繼續攪拌，得到Zn(CH₃COO)₂溶液；將2-甲基咪唑溶解于去離子水得到2-甲基咪唑溶液；在攪拌條件下，將所述2-甲基咪唑溶液倒入所述Zn(CH₃COO)₂溶液中，繼續攪拌；然后將所得混合溶液加熱至100-200℃，保溫12h，進行溶劑熱反應；反應結束后冷卻至室溫，離心分離產物，用甲醇洗滌，60℃干燥，得到異形沸石咪唑酯骨架結構材料ZIF-8；

(2)取步驟(1)制備的異形沸石咪唑酯骨架結構材料ZIF-8分散于去離子水，加入CTAB，攪拌，隨后加入無水乙醇和間苯二酚，溶液置于35℃水浴中攪拌35min，然后滴加甲醛溶液，繼續在35℃水浴中攪拌12h，隨后室溫下老化8h，最后離心分離產物，用去離子水和乙醇清洗，60℃烘干，得到RF樹脂包覆異形ZIF-8；

(3)取步驟(2)制備的RF樹脂包覆異形ZIF-8放入瓷舟，置于石英管式爐下游，再按RF樹脂包覆異形ZIF-8:硫粉質量比＝1:4取硫粉放入另一瓷舟，置于所述石英管式爐上游，在氬氣保護下，以2℃min^-1的速率加熱到400-700℃，保溫2h，得到所述碳包覆硫化鋅@碳異形空心納米多面體材料。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，相對于0.05g CTAB，所述Zn(CH₃COO)₂·2H₂O的用量為0.128g，所述2-甲基咪唑的用量為1.1g。

5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，相對于0.08g異形沸石咪唑酯骨架結構材料ZIF-8，所述CTAB的用量為0.25g，所述無水乙醇的用量為10mL，所述間苯二酚的用量為10-100mg，所述甲醛溶液的用量為10-200μL，所述甲醛溶液中甲醛的質量濃度為37％。

6.根據權利要求1或2所述的碳包覆硫化鋅@碳異形空心納米多面體材料在鋰離子電池負極材料中的應用。