[发明专利]一种纳米铋/氮掺杂碳泡沫纳米片二维复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种纳米铋/氮掺杂碳泡沫纳米片二维复合材料的制备方法，其特征在于，采用以下步骤：

（1）取铋源，加入乙二醇中，搅拌溶解后加入均苯三甲酸，继续搅拌得到A溶液；

（2）取A溶液于进行水热反应，生成乙二醇分子嵌入的铋基金属有机框架化合物前驱体溶液；

（3）将步骤（2）制备的前驱体溶液进行分离，烘干得铋基金属有机框架化物前驱体；

（4）将步骤（3）制备的铋基金属有机框架化合物前驱体与三聚氰胺分别放到两个瓷舟内进行碳热还原处理，得到纳米铋/氮掺杂碳泡沫纳米片二维复合材料；所述碳热还原处理在惰性气氛下进行，所述碳热还原处理的温度为500℃-1000℃，升温速率为0.5-5℃/min，保温时间为1-4h；所述的惰性气氛为氮气或氩气。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）所述的烘干温度为50-80℃，烘干时间为10-24h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）其中铋源、均苯三甲酸物质的量比为1：(10-15)；所述乙二醇和均苯三甲酸的体积质量比为40mL:1g；步骤（4）所述铋基金属有机框架化合物前驱体和三聚氰胺质量比是1：(5–10)。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的铋源为五水合硝酸铋或三氯化铋；步骤（3）所述的分离采用真空抽滤或离心，分离后分别用乙醇或乙二醇清洗3-5次。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的真空抽滤所用滤膜为直径为22微米的有机滤膜。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述搅拌溶解的时间为1个小时；步骤（1）所述的继续搅拌的时间为0.5h；步骤（2）所述水热反应的温度为120℃，反应时间为6个小时。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述装有三聚氰胺的瓷舟放置在装有铋基金属有机框架化合物前驱体的瓷舟的气流上游。

8.一种权利要求1-7任一项所述的制备方法所制备的纳米铋/氮掺杂碳泡沫纳米片二维复合材料的应用，其特征在于，所述复合材料是由包覆铋颗粒的碳纳米笼组装而成的纳米片，所述复合材料可以应用于钾离子电池负极材料。