[发明专利]一种碳氮复合物空心材料及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种碳氮复合物空心材料及其制备方法和应用，将模板化合物分散液和含有碳和氮的有机化合物配体溶液反应后得到前驱体，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无定型碳氮复合物空心材料。通过本发明的方法制备的新型储能材料——碳氮复合物空心材料，集锂离子电池和超级电容器的特性于一体，不仅具有高的比容量和能量密度，良好的循环稳定性，同时具有优异的倍率性能和高的功率密度，不仅在锂离子电池和超级电容器领域具有应用，还可以应用于其他储能领域，例如锂硫电池、锂空气电池等。

主权项

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CaHbOcNdSf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。