[发明专利]一种三维微纳复合结构的石墨化碳材料、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种三维微纳复合结构的石墨化碳材料，其特征在于，所述石墨化碳材料为：一次纳米级颗粒自组装成的二次微米级碳球，所述一次纳米级颗粒为空心纳米颗粒，所述石墨化碳材料为O掺杂的石墨化碳；

所述三维微纳 复合结构的石墨化碳材料通过如下方法制备得到，所述方法包括以下步骤：

(1)将铟盐、均苯三甲酸和溶剂混合，至固体溶解，得到混合溶液；

(2)将混合溶液密封于反应釜中，水热反应，得到前驱体；

(3)在惰性气氛 的氛围保护下，碳化处理，最后酸洗，得到三维微纳复合结构的石墨化碳材料。

2.根据权利要求1所述的石墨化碳材料，其特征在于，所述石墨化碳材料的比表面积为100m²·g^-1～1000m²·g^-1。

3.根据权利要求1所述的石墨化碳材料，其特征在于，所述一次纳米级颗粒的直径为8nm～25nm。

4.根据权利要求1所述的石墨化碳材料，其特征在于，所述二次微米级碳球的直径为1μm～5μm。

5.根据权利要求1所述的石墨化碳材料，其特征在于，所述二次微米级碳球的孔容为0.1cm³·g^-1～4cm³·g^-1。

6.如权利要求1-5任一项所述的三维微纳复合结构的石墨化碳材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将铟盐、均苯三甲酸和溶剂混合，至固体溶解，得到混合溶液；

(2)将混合溶液密封于反应釜中，水热反应，得到前驱体；

(3)在惰性气氛 的氛围保护下，碳化处理，最后酸洗，得到三维微纳复合结构的石墨化碳材料。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述铟盐包括硝酸铟水合物、氯化铟、硫酸铟或磷酸铟中的任意一种或至少两种的组合。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，铟盐和均苯三甲酸的摩尔比为(0.5～2.5):1。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，铟盐和均苯三甲酸的摩尔比为1:1。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述溶剂的使用量为：每1mol铟盐，使用溶剂50ml～200ml。

11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。

12.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述水热反应的温度为100℃～200℃。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述水热反应的温度为150℃。

14.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述水热反应的时间为6h～18h。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述水热反应的时间为12h。

16.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在水热反应完成后进行洗涤并干燥得到前驱体的步骤。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述洗涤为：使用N,N-二甲基甲酰胺和乙醇离心并洗涤。