一种氮、硫共掺杂碳@FeS纳米管及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112408496A(43)申请公布日2021.02.26(21)申请号202011236192.8(22)申请日2020.11.09(71)申请人邵阳学院地址422004湖南省邵阳市大祥区七里坪邵阳学院(72)发明人吴海江何世杰杨飞英刘志勇刘毅黄宇翔(51)Int.Cl.C01G49/12(2006.01)C01B32/05(2017.01)H01M4/58(2010.01)H01M10/054(2010.01)B82Y30/00(2011.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种氮、硫共掺杂碳@FeS纳米管及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种氮、硫共掺杂碳@FeS纳米管及其制备方法和应用。该氮、硫共掺杂碳@FeS纳米管的制备方法的制备方法包括：取浓度为5‑10mmol甲基蓝有机染料废液，所述的甲基蓝为含有氮、硫元素的有机染料，边搅拌边加入Fe3+，二者反应后生成絮状纳米线前驱体，然后将前躯体在惰性气氛中退火制得。本发明以甲基蓝废液为原料，既可以合理地利用印染行业所产生的废弃物，又能够保护环境，满足绿色环保的科学发展。应用上述方法制备的氮、硫共掺杂碳@FeS纳米管的制备方法的储钠能力十分优越，能够快速的进行充放电的过程，适合作为电池负极材料使用。CN112408496ACN112408496A权利要求书1/1页1.一种氮、硫共掺杂碳@FeS纳米管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：取甲基蓝染料废液，在搅拌的同时加入Fe3+，二者反应后生成絮状的纳米纤维材料；将所述纳米纤维材料沉淀并离心分离后，进行冷冻干燥，得到前驱体材料；将所述前驱体纳米材料在惰性气氛中进行退火处理，得到氮、硫共掺杂碳@FeS纳米管。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述甲基蓝染料废液的浓度为5-10mmol。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，含所述Fe3+的化合物采用氯化铁、硝酸铁和硫酸铁中的至少一种。3+4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述甲基蓝与Fe的摩尔比为(1~8):1。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述退火处理是将前躯体在600-1000℃下活化1-3h；其中，活化时的升温速率为0.5-5℃/min。6.一种氮、硫共掺杂碳@FeS纳米管，其特征在于，由权利要求1-5任一项所述的制备方法制备得到。7.根据权利要求6所述的氮、硫共掺杂碳@FeS纳米管在制备电池负极材料中的应用。2CN112408496A说明书1/3页一种氮、硫共掺杂碳@FeS纳米管及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及一种纳米材料制备技术领域，且特别涉及一种氮、硫共掺杂碳@FeS纳米管及其制备方法和应用。背景技术[0002]钠离子电池因具有能量密度高、循环寿命长以及价格低廉等优良特性有望成为下一代储能器件。目前，所研究最多的负极材料主要采用碳材料，但是碳材料比容量低的缺陷使之在实践应用中受到很大限制。因此，寻找具有良好储钠能力的新型负极材料来替代碳电极材料成为一个重要的研究方向。发明内容[0003]本发明的目的在于提供一种氮、硫共掺杂碳@FeS纳米管的制备方法，该方法操作简单易于控制。[0004]本发明的另一目的在于提供一种氮、硫共掺杂碳@FeS纳米管，该纳米管的电学性能优良。[0005]本发明的第三目的在于提供一种氮、硫共掺杂碳@FeS纳米管的应用，氮、硫共掺杂碳@FeS纳米管可作为钠离子电池负极使用，其具有良好的储钠能力。[0006]为实现上述第一目的，本发明的解决方案是提供氮、硫共掺杂碳@FeS纳米管的制备方法，包括如下步骤：1、取甲基蓝染料废液，在搅拌的同时加入Fe3+，二者反应后生成絮状的纳米纤维材料；2、将所述纳米纤维材料沉淀并离心分离后，进行冷冻干燥，得到前驱体材料；3、将所述前驱体纳米材料在惰性气氛中进行退火处理，得到氮、硫共掺杂碳@FeS纳米管。[0007]本发明实施例提供的一种氮、硫共掺杂碳@FeS纳米管的制备方法，通过将甲基蓝溶液与Fe3+在室温下进行反应生成前躯体材料，然后对干燥后的前躯体材料退火得到氮、硫共掺杂碳@FeS纳米管材料。该制备方法简单易行，条件简单且易控制。[0008]在上述制备方法中，所述甲基蓝染料废液的浓度为5-10mmol。[0009]在上述制备方法中，所述Fe3+的化合物采用氯化铁、硝酸铁和硫酸铁中的至少一种。[0010]3+在上述制备方法中，在所述溶液体系中，所述甲基蓝与Fe的摩尔比为(1~8):1。[0011]在上述制备方法中，所述退火处理是将前躯体在600-1000℃下活化1-3h；其中，活化时的升温速率为0.5-5℃/min。[0012]为实现上述第二目的，本发