[发明专利]一种锂硫电池硫正极的单原子催化剂材料的制备方法

权利要求书

1.一种锂硫电池硫正极的单原子催化剂材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将碳源溶于有机溶剂，再加入有机酸，搅拌形成混合溶液；

(2)取步骤(1)制备得到的混合溶液加入到介孔模板剂中，浸渍一段时间，然后低温老化后再高温老化，最后烘干得到样品Ⅰ；

(3)将样品Ⅰ在烧结气氛中进行烧结处理，自然冷却到室温得到样品Ⅱ；

(4)将金属源和有机配体混合后加入到纯甲醇中，搅拌后再加入氮源，再搅拌成均匀溶液；

(5)将样品Ⅱ加入到步骤(4)得到的均匀溶液中，依次经过蒸发、在烧结气氛中进行烧结、刻蚀、洗涤、抽滤、干燥即得到单原子催化剂材料。

2.根据权利要求1所述的一种锂硫电池硫正极的单原子催化剂材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，有机酸为草酸或甲酸；碳源为糖醇、葡萄糖、蔗糖中的一种；所述碳源和有机酸分别在混合溶液中的质量浓度为9-11％和70-90％。

3.根据权利要求1或2所述的一种锂硫电池硫正极的单原子催化剂材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，介孔模板剂为SBA-15，混合溶液与介孔模板剂之间的质量比范围为1：(1-4)，浸渍温度为25-35℃，浸渍时间为10-12h。

4.根据权利要求1或2所述的一种锂硫电池硫正极的单原子催化剂材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，低温下老化参数为：老化温度为40-50℃，老化时间为16-18h；高温老化参数为：老化温度为90-120℃，老化时间为19-23h；烘干温度为50-60℃，烘干时间为12-14h。

5.根据权利要求1或2所述的一种锂硫电池硫正极的单原子催化剂材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，烧结温度为850-950℃，烧结时间为3-5h。

6.根据权利要求1或2所述的一种锂硫电池硫正极的单原子催化剂材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，金属源为硫酸亚铁、硫酸钴、硫酸铜、醋酸镍中的一种；有机配体为1,10-邻菲罗啉、乙二胺、甘氨酸中的一种；氮源为二甲基咪唑和尿素中的一种。

7.根据权利要求1或2所述的一种锂硫电池硫正极的单原子催化剂材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，金属源与氮源分别在均匀溶液中的浓度范围为5.5-10g/L和65-70g/L；金属源与有机配体之间的质量比范围为1：(1-3)。

8.根据权利要求1或2所述的一种锂硫电池硫正极的单原子催化剂材料的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，样品Ⅱ与均匀溶液的质量比范围为1：(0.1-0.5)。

9.根据权利要求1或2所述的一种锂硫电池硫正极的单原子催化剂材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中和步骤(5)中，烧结气氛为氮气、氩气、氩气/氢气混合气氛中的一种；步骤(5)中，烧结温度为900-1050℃，烧结时间为4-5h。

10.根据权利要求1或2所述的一种锂硫电池硫正极的单原子催化剂材料的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，蒸发工艺参数为：蒸发温度为70-80℃，蒸发时间为8-10h；刻蚀工艺参数为：氢氟酸刻蚀，刻蚀时间为6-8h；干燥工艺参数为：干燥温度为40-60℃，干燥时间为8-12h。