[发明专利]一种氮掺杂/碳包覆钛酸钾材料及其制备方法

权利要求书

1.一种氮掺杂/碳包覆钛酸钾材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将蚕茧置于NaHCO₃水溶液中煮沸30-120分钟，洗涤，干燥；

（2）将步骤（1）所得干燥产物置于CaCl₂/C₂H₅OH/H₂O溶液中在50-70 ℃下加热3-10小时后得到混合溶液；

（3）将步骤（2）得到的混合溶液进行透析12-36小时后离心除去杂质，得到丝素蛋白溶液；

（4）将丝素蛋白溶液进行冷冻干燥得到丝素蛋白海绵；

（5）将丝素蛋白海绵溶于溶剂，配成3-30 wt%的溶液；

（6）将Ti₃C₂T_x加入浓度为1-5 mol/L的氢氧化钾溶液，搅拌10-40小时，得到混合液；

（7）将混合液离心，弃上清，洗涤滤渣，真空干燥，得到前驱体；

（8）将前驱体加入到步骤（5）所述的溶液中，磁力搅拌1-5小时，干燥；

（9）将步骤（8）所述干燥产物置于空气气氛中，以3-6 ℃/min的升温速度加热至300-500 ℃，保温1-5小时后，再以2-4 ℃/min的升温速度加热至800-1200 ℃，保温1-3小时，冷却，收集，得到氮掺杂/碳包覆钛酸钾材料；

所述步骤（8）的前驱体与丝素蛋白质量比为1:1-4；

其中钛酸钾的化学式为K₂Ti₄O₉。

2.根据权利要求1所述的氮掺杂/碳包覆钛酸钾材料的制备方法，其特征在于，步骤（5）中的溶剂选自甲酸，乙酸，水中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的氮掺杂/碳包覆钛酸钾材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述NaHCO₃水溶液浓度为0.01-0.05 mol/L。

4.根据权利要求1所述的氮掺杂/碳包覆钛酸钾材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述CaCl₂/C₂H₅OH/H₂O的摩尔比为1:2-4:6-10。

5.根据权利要求1所述的氮掺杂/碳包覆钛酸钾材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）所述冷冻干燥时间为12-36小时。

6.一种氮掺杂/碳包覆钛酸钾材料，其特征在于，其由权利要求1-5中任一项所述的制备方法制得。

7.一种钾离子电池负极，其特征在于，其包括权利要求6所述的氮掺杂/碳包覆钛酸钾材料。

8.一种钾离子电池，其特征在于，其包括权利要求7所述的钾离子电池负极。