[发明专利]一种杂原子改性氟化碳量子点及其制备方法

权利要求书

1.一种杂原子改性氟化碳量子点，其特征在于：杂原子改性氟化碳量子点的化学组成为CMxFy，形貌为纳米球或纳米微片结构，纳米球直径或纳米微片厚度的结构尺寸为5～20nm；其所含杂原子使用M表示，是B、N、O、P的一种或二种以上，且代表杂原子摩尔比的x值为0.005～0.2；y的数值为0.5～1.2；制备方法为采用研制的碳量子点材料为氟化前驱体，利用含氟化合物对其进行一定温度和压力下的氟化处理，样品经纯化后处理，得到杂原子改性氟化碳量子点材料。

2.根据权利要求1所述杂原子改性氟化碳量子点的制备方法，主要采用如下步骤：采用有机小分子单体为反应前驱体，利用可控的溶液化学法，结合微波辅助作用，经过石墨化处理，制备5～20nm的杂原子掺杂的碳量子点；再经过可控的氟化技术，制备杂原子改性的氟化碳量子点。

3.根据权利要求2所述的制备方法，所使用的有机小分子单体为葡萄糖、柠檬酸、聚亚苯基前驱体、苯胺、吡咯、乙烯基苯硼酸中的一种或二种以上混合物；有机小分子反应物的质量百分浓度为10～0.5mg/ml；在溶液化学反应体系中添加磷酸、硼酸中的一种或两种，添加量与有机小分子反应物的质量比为1:100～200；当采用苯胺、吡咯、乙烯基苯硼酸为有机小分子反应物时，需要在反应体系添加三氯化铁，添加量与有机小分子反应物的质量比为1:100～200。

4.根据权利要求2所述的制备方法，合成步骤中溶液化学法所采用的反应体系溶剂为乙醇和水的混合溶液，水：乙醇体积比＝1:1～5。

5.根据权利要求2所述的制备方法，反应体系中采用微波辅助聚合，微波功率为50～600w，辅助合成为间歇性辅助合成，每次微波时间为3min～5min，间隔时间为5min～10min，总合成反应时间为1～6h。

6.根据权利要求2所述的制备方法，石墨化处理的温度为600～1200℃，石墨化处理时间为2～4h。

7.根据权利要求2所述的制备方法，对碳量子点的氟化采用的氟/氮混合气的氟气体积浓度为5％～20％，氟化处理时间为1h～4h，氟化温度为200～400℃。

8.一种权利要求1所述的杂原子掺杂氟化碳量子点的应用，其特征在于：杂原子掺杂氟化碳量子点材料用做锂原电池的正极材料，制备成高比容量氟化碳电池。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：利用这种材料制备锂氟化碳电池具有高的比容量，将材料涂布极片，与金属锂组成电池体系，其放电比容量为700～950mAh/g，材料的比能量达2200wh/kg，放电中值电压为2.2～2.7V。