[发明专利]一种硼硫共掺杂碳纳米管及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种硼硫共掺杂碳纳米管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，利用硝酸蒸汽对碳纳米管进行氧化刻蚀，得到刻蚀后的碳纳米管；

步骤2，将硫源和硼源混合后作为掺杂剂，加入蒸馏水中加热，使掺杂剂完全溶解，得到掺杂剂溶液；

步骤3，按照质量比在1:(5-7)，取所述刻蚀后的碳纳米管和所述掺杂剂溶液，混合分散均匀后，于160-200℃下保温12-24h，冷却至室温后，除去上层清液，利用去离子水洗涤沉淀物并离心分离，烘干后得到硼硫共掺杂碳纳米管。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，将纯碳纳米管置于硝酸蒸汽中，于180-200℃，保温3-5h，进行氧化刻蚀，其中所述纯碳纳米管的质量份数与所述硝酸的体积份数比为(0.1-0.6):(0.2-0.5)，质量份数的单位为g，体积份数的单位为ml，氧化刻蚀完成后自然冷却至室温，用蒸馏水洗涤产物至中性，干燥得到刻蚀后的碳纳米管。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，取浓度为65％-68％的硝酸加入聚四氟乙烯反应釜中，然后将两端开口且中部设有隔板的石英玻璃管置于所述聚四氟乙烯反应釜中，然后在隔板上覆盖纯碳纳米管将聚四氟乙烯反应釜置于不锈钢套内进行氧化刻蚀。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述隔板上形成有微孔。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，硫源为硫脲，硼源为硼酸。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，硫源中硫元素与硼源中硼元素的摩尔比为(1-5)：1。

7.依据如权利要求1-6中任一项所述制备方法得到的硼硫共掺杂碳纳米管。

8.如权利要求7所述的硼硫共掺杂碳纳米管，其特征在于，硼的含量为11.33-11.82wt.％，硫的含量为0.17-0.40wt.％。

9.如权利要求7或8所述的硼硫共掺杂碳纳米管在电池负极中的应用。

10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述硼硫共掺杂碳纳米管于0.1A g^-1电流密度下，比容量为300～510mAh g^-1；

所述硼硫共掺杂碳纳米管于100mA g^-1电流密度下，循环80次后，比容量保持在350～460mAh g^-1。