[发明专利]一种具有三级结构的泡沫石墨烯/碳纳米管/二硫化钼复合材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种具有三级结构的泡沫石墨烯/碳纳米管/二硫化钼复合材料，其特征在于，该复合材料包括化学气相沉积的三维泡沫石墨烯一级结构，在所述的三维泡沫石墨烯一级结构上原位生长有一维碳纳米管二级结构，在所述的一维碳纳米管二级结构上包覆有二维二硫化钼三级结构。

2.一种权利要求1所述的具有三级结构的泡沫石墨烯/碳纳米管/二硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备三维泡沫石墨烯一级结构

将泡沫金属模板置于化学气相沉积装置中，通入含有碳源的载气，在900℃～1000℃条件下进行碳源化学气相沉积5min～30min，然后用质量百分含量为5％～10％的稀盐酸浸泡20h～24h，取出并用去离子水清洗数次，刻蚀掉模板，即制得三维泡沫石墨烯一级结构；

(2)制备三维泡沫石墨烯/一维碳纳米管二级结构

将步骤(1)制得的三维泡沫石墨烯一级结构用55g/L～65g/L的硝酸镍乙醇溶液浸泡30min～60min，干燥后置于管式气氛炉中，通入含有碳源的载气，在550℃～650℃条件下保温5min～30min进行碳源热分解，即制得三维泡沫石墨烯/一维碳纳米管二级结构；

(3)制备泡沫石墨烯/碳纳米管/二硫化钼复合材料

步骤(2)制得的泡沫石墨烯/碳纳米管二级结构用质量百分含量为65％的浓硝酸溶液浸泡20h～24h后，用去离子水清洗数次，干燥后置于原子层沉积装置中，通入含有二硫化钼前驱体的载气，在100℃～200℃、1mbar真空度条件下进行原子层沉积，即制得具有三级结构的泡沫石墨烯/碳纳米管/二硫化钼复合材料。

3.根据权利要求2所述的具有三级结构的泡沫石墨烯/碳纳米管/二硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述泡沫金属模板选自泡沫镍、泡沫铝、泡沫铜中的一种。

4.根据权利要求2或3所述的具有三级结构的泡沫石墨烯/碳纳米管/二硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述碳源为甲醇或乙醇；所述载气为氩气和氢气混合气，流量为200sccm～400sccm。

5.根据权利要求2或3所述的具有三级结构的泡沫石墨烯/碳纳米管/二硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述碳源为甲醇或乙醇；所述载气为氩气和氢气混合气，流量为100sccm～200sccm。

6.根据权利要求2或3所述的具有三级结构的泡沫石墨烯/碳纳米管/二硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述二硫化钼前驱体为五氯化钼/硫化氢或六羰基钼/二甲基二硫醚；所述载气为氮气或氩气，流量为100sccm～300sccm。

7.权利要求1所述的具有三级结构的泡沫石墨烯/碳纳米管/二硫化钼复合材料在锂氧气电池中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的泡沫石墨烯/碳纳米管/二硫化钼复合材料用作锂氧气电池正极材料。