[發明專利]一種硫磷共摻雜硬碳復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202210339329.5
• 申請日: 2022-04-01
• 公開（公告）號: CN114678505B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 杜輝玉
• 申請（專利權）人: 暉陽（貴州）新能源材料有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/583;H01M10/0525;C01B32/05
• 代理公司: 貴陽東圣專利商標事務有限公司 52002
• 代理人: 袁慶云

1.一種硫磷共摻雜硬碳復合材料，其特征在于：復合材料為核殼結構，內核為含硫、磷的硬碳，外殼為含氮的無定形碳，外殼的質量占比為復合材料質量的1～10%，所述內核中硫原子質量占比1.11～1.88%、磷原子質量占比1.88～2.23%，其余為硬碳；

其制備方法，包括以下步驟：

（1）按照質量比100：1～20：1～10稱取碳氫化合物、硫磷有機物、含氮聚合物單體，添加到有機溶劑中配置成有機溶液，之后加入高壓反應釜中，在溫度為100～200℃、壓強為1～5Mpa反應1～6h，過濾，過濾后所得粉體-40℃冷凍干燥24h，得到多孔硬碳前驅體；

（2）配置0.5～5wt%的氧化劑溶液，依次加入10%稀鹽酸溶液，稀鹽酸溶液的體積為氧化劑溶液的5%，多孔硬碳前驅體，氧化劑溶液與多孔硬碳前驅體的質量比為1～10:100，超聲分散均勻后，在0～4℃溫度下反應12～72h，10%稀鹽酸清洗，80℃真空干燥24h，研磨到粒度D50為5-20微米后轉移到到管式爐中，在氬氣惰性氣氛下，溫度為700～1000℃碳化1～6h，得到硬碳復合材料；

所述步驟（1）中的硫磷有機物為甲胺磷、乙酰甲胺磷或噻唑磷中的一種。

2.如權利要求1所述的一種硫磷共摻雜硬碳復合材料，其特征在于：所述步驟（1）中的碳氫化合物為酚醛樹脂、糠醛樹脂、環氧樹脂、椰殼、淀粉、葡萄糖或蔗糖中的一種。

3.如權利要求1所述的一種硫磷共摻雜硬碳復合材料，其特征在于：所述步驟（1）中的含氮聚合物單體為苯胺、噻吩、吡咯或尿素中的一種。

4.如權利要求1所述的一種硫磷共摻雜硬碳復合材料，其特征在于：所述步驟（1）中的有機溶劑為四氯化碳或環己烷。

5.如權利要求1所述的一種硫磷共摻雜硬碳復合材料，其特征在于：所述步驟（2）中的氧化劑為（NH₄）₂S₂O₈、H₂O₂、K₂Cr₂O₇或KIO₃中的一種。