[发明专利]一种中空多孔碳材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种中空多孔碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将四水合醋酸镍(C₄H₆NiO₄·4H₂O)和四水合醋酸钴(C₄H₆CoO₄·4H₂O)溶于甲醇中，搅拌混合均匀后，转移至水热釜中进行溶剂热反应，之后将沉淀物依次洗涤和干燥处理，得到前驱体纳米花状的双金属羟甲基氢氧化物Ni_0.5Co_0.5(OH)(OCH₃)；

步骤2，将三羟甲基氨基甲烷(Tris)溶解在去离子水中，加入Ni_0.5Co_0.5(OH)(OCH₃)，超声分散成均一的悬浊液，再加入盐酸多巴胺，室温下搅拌反应后，把沉淀过滤洗涤，真空干燥，得到中间体Ni_0.5Co_0.5(OH)(OCH₃)@PDA；

步骤3，将Ni_0.5Co_0.5(OH)(OCH₃)@PDA置于管式炉中，在保护气氛下恒温退火还原，得到中间体Ni_0.5Co_0.5@NC；

步骤4，将Ni_0.5Co_0.5@NC加入酸液中，超声分散均匀，静置后，把沉淀过滤洗涤，真空干燥，得到产物中空多孔碳纳米花HCN。

2.根据权利要求1所述的一种中空多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，四水合醋酸镍与四水合醋酸钴的摩尔比为1:1，四水合醋酸镍与四水合醋酸钴的浓度为0.05～0.2mol/L。

3.根据权利要求1所述的一种中空多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，溶剂热反应的温度为180℃，反应时间为12～60h；洗涤是使用甲醇和乙醇依次离心洗涤三次，干燥是置于60℃下真空干燥。

4.根据权利要求1所述的一种中空多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，三羟甲基氨基甲烷的加入量为10mmol/L，Ni_0.5Co_0.5(OH)(OCH₃)与盐酸多巴胺的质量比为1:1。

5.根据权利要求1所述的一种中空多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，超声分散的时间为20min，室温下搅拌反应时间为24h，真空干燥温度为60℃。

6.根据权利要求1所述的一种中空多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，保护气氛为H₂/Ar的气氛，H₂与Ar的体积比为5:95，恒温退火的温度为500～700℃，升温速率为5℃/min，恒温退火时间为2～4h。

7.根据权利要求1所述的一种中空多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，酸液为0.5mol/L的硫酸溶液或1mol/L的盐酸溶液，Ni_0.5Co_0.5@NC的质量与酸液的体积比为0.1g:10mL。

8.根据权利要求1所述的一种中空多孔碳材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，超声分散时间为5min，静置时间为6～24h，真空干燥的温度为60℃。

9.一种中空多孔碳材料，其特征在于，所述中空多孔碳材料是采用权利要求1～8任意之一所述的中空多孔碳材料的制备方法制备得到。

10.一种中空多孔碳材料在锂离子电池和钠离子电池中的应用，其特征在于，所述中空多孔碳材料是采用权利要求1～8任意之一所述的中空多孔碳材料的制备方法制备得到。