[发明专利]一种碳氮复合物空心材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳氮复合物空心材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)提供或制备模板化合物，所述模板化合物为含有Fe，Co，Ni，Cu，Zn，Sc，Ti，V，Cr，Mn，Nb，Mo，Y，Zr，Ru，Rh，Pd，Ag，Cd，Sn，W，Os，Ir，Pt，Au，Hg，Mg，Al，Ca，In元素的氧化物、氢氧化物以及不溶性金属盐中的一种或多种；

2)将步骤1)所述模板化合物分散于溶剂A和溶剂B形成的混合溶液中，加入由含有碳和氮的有机化合物溶解于溶剂C中形成的配体溶液进行反应，反应完成后自然冷却至室温，离心分离洗涤得到前驱体，所述含有碳和氮的有机化合物为C_aH_bO_cN_dS_f的化合物中的至少一种，其中a、b、c、d和f分别为整数，a≥1，b≥0，c≥0，d≥1，f≥0且b、c、f不全为0；

3)将所述前驱体在300-1500℃、中性或还原性气氛下进行热解，之后在酸性条件下除去氧化物杂质，得到所述碳氮复合物空心材料。

2.根据权利要求1所述的碳氮复合物空心材料的制备方法，其特征在于：所述模板化合物通过水热法、共沉淀法、水解法或热解法制备。

3.根据权利要求1所述的碳氮复合物空心材料的制备方法，其特征在于：所述溶剂A、溶剂B和溶剂C分别为水、乙醇、甲醇、乙酸乙酯、环己烷、正己烷、二甲基亚砜、异丙醇、丙三醇、丁醇、N,N-甲基甲酰胺、乙二醇、苯甲醇、丙酮、苯、甲苯、二甲苯、碳酸乙烯酯、碳酸甲酯等中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的碳氮复合物空心材料的制备方法，其特征在于：步骤3)中，所述气氛为氮气、氩气、氦气、氢气、一氧化碳、甲烷、乙炔、二氧化碳气体中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的碳氮复合物空心材料的制备方法，其特征在于：步骤3)中，所述酸性条件所用的酸为盐酸、硫酸、硝酸、高氯酸、氢氟酸、氟硼酸中的一种或者多种。

6.由权利要求1～5任一项所述方法制备的碳氮复合物空心材料。

7.权利要求6所述的碳氮复合物空心材料应用于锂离子电池、超级电容器、锂硫电池或锂空气电池。