[发明专利]一种硫掺杂纳米碳及其电化学制备方法与用途

权利要求书

1.一种硫掺杂纳米碳电化学制备方法，其使用碱金属碳酸盐作为熔盐电解质体系，所述的碱金属碳酸盐为Li₂CO₃、Na₂CO₃和K₂CO₃的混合；采用惰性材料为阳极，以金属或非金属材料为阴极；采用电化学反应装置，控制电化学反应装置的电解槽压在2.8V-6V之间；将含有CO₂和SO₂的火电厂、水泥厂、化工厂除尘脱硫后的工业烟气通入熔盐电解质中，在350-900℃的温度范围内，进行电解，制得硫掺杂纳米碳。

2.一种硫掺杂纳米碳电化学制备方法，其使用碱金属碳酸盐与碱金属硫酸盐的混合体作为熔盐电解质体系，所述的碱金属碳酸盐为Li₂CO₃、Na₂CO₃和K₂CO₃的混合；采用惰性材料为阳极，以金属或非金属材料为阴极；采用电化学反应装置，控制电化学反应装置的电解槽压在2.8V-6V之间；将CO₂或者含有CO₂和SO₂的火电厂、水泥厂、化工厂除尘脱硫后的工业烟气通入熔盐电解质中，在350-900℃的温度范围内，进行电解，制得硫掺杂纳米碳。

3.根据权利要求2所述的硫掺杂纳米碳电化学制备方法，其特征在于，所述的碱金属硫酸盐为Li₂SO₄、Na₂SO₄和K₂SO₄中的任意一种或者多种的混合。

4.根据权利要求1或2所述的硫掺杂纳米碳电化学制备方法，其特征在于，所述阳极为二氧化锡陶瓷电极、石墨电极以及钛电极、金电极、铂电极、铱电极、钯电极及其合金电极中的任意一种；所述的阴极为石墨电极以及镍电极、铜电极、钼电极、钛电极、铝电极、银电极、金电极、铂电极及其合金电极中的任意一种。

5.根据权利要求1或2所述的硫掺杂纳米碳电化学制备方法，其特征在于：所述的电化学反应装置分为阴极区和阳极区，采用全封闭或者半封闭的隔膜将阴极区和阳极区分开，防止阳极区产生的氧气扩散至阴极区，避免阴极区得到的硫掺杂碳材料被二次氧化。

6.权利要求1-5任意一项制备方法所得的硫掺杂纳米碳。

7.根据权利要求6所述的硫掺杂纳米碳，其特征在于，所述的硫掺杂纳米碳的形貌为蜂窝状，其粒径为200-250nm，所述的硫掺杂纳米碳中硫主要以C-S-C的成键方式形成。

8.权利要求6所述的硫掺杂纳米碳作为超级电容器用储能材料、锂离子电池正极材料、电催化材料以及有效吸附水体中及空气中的污染物的材料的应用。