基于质子化氮化碳的亚纳米级单分散多酸团簇的制备方法及应用

技术领域

本发明属于锂硫电池隔膜修饰材料技术领域，具体涉及一种基于质子化氮化碳的亚纳米级单分散多酸团簇的制备方法及应用。

背景技术

与传统的锂离子电池相比，锂硫电池（LSBs）在能量密度上具有绝对优势（2600Whkg

普通的商业隔膜在二次电池中主要起到两个关键作用：1、分隔正、负极，防止短路；2、允许离子通过，形成电池内部的导电回路。然而，这类隔膜通常是带有大孔的多孔膜，大多数LiPSs可以自由穿过隔膜上的这些孔洞，从正极侧穿梭到负极侧，并与负极的金属锂发成反应，而这毫无疑问会削弱电池的充放电性能。而目前通过合理的结构设计，通过引入涂层，对隔膜进行修饰，赋予隔膜多功能性，从而一体化解决LSBs所面临的上述核心问题仍旧是个巨大的挑战。

多金属氧酸盐（俗称多酸，简写POM），是一类由过渡金属作为中心原子（如W、Mo、V、Nb、Ta等）与氧连接形成的金属-氧簇分子材料，其尺寸介于原子/分子和纳米晶之间。目前，POM因其组成可调、结构多样以及快离子扩散等特性，在新型电子器件、光/电催化以及电化学储能等诸多领域产生了广泛的影响。但目前关于POM应用于LSB的研究却相对匮乏。同时作为一种极性无机化合物，大多数POM的密度较大，即使当尺寸降至5nm时，也仅能暴露出~33%的有效面积，这使得其使用效率偏低。因此，实现亚纳米尺度单分散POM类催化剂（sPOM）的精准制备是充分发挥其催化活性的关键。然而，受限于团簇间的弱相互作用以及缺少合适的连接媒介，对POM团簇表面作用、空间排布的有序调节仍然极具挑战性，这阻碍了sPOM类电极材料的发展和应用。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种制备过程简单且材料性能优异的基于质子化氮化碳的亚纳米级单分散多酸团簇的制备方法，该方法制备的亚纳米级单分散多酸团簇能够用于制备锂硫电池隔膜复合材料。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，基于质子化氮化碳的亚纳米级单分散多酸团簇的制备方法，其特征在于具体过程为：

步骤S1，将石墨相氮化碳g-C

步骤S2，将步骤S1得到的H-g-C

将步骤S2所得sPOM@g-C

进一步限定，步骤S2中所述多金属氧酸盐为磷钼酸或磷钨酸。

进一步限定，步骤S1中所述石墨相氮化碳与步骤S2中所述多金属氧酸盐的质量比为1:4~2:1。

进一步限定，步骤S1中所述石墨相氮化碳与步骤S2中所述多金属氧酸盐的质量比为1:1。

本发明所述的基于质子化氮化碳的亚纳米级单分散多酸团簇的制备方法，其特征在于具体步骤为：

步骤S1：将100 mg石墨相氮化碳g-C

步骤S2：将步骤S1得到的H-g-C

所述sPOM@g-C

本发明所述的基于质子化氮化碳的亚纳米级单分散多酸团簇在制备锂硫电池隔膜复合材料中的应用。

本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果：本发明以质子化g-C

附图说明

图1为实施例1所得sPOM@g-C

图2为实施例1所得sPOM@g-C

图3为在有sPOM@g-C

图4为在有sPOM@g-C

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。

实施例

步骤S1：将10 0mg石墨相氮化碳g-C

步骤S2：将步骤S1得到的H-g-C

将步骤S2所得sPOM@g-C

本发明以质子化g-C

以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。