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新材料技术

本发明公开了一种钴嵌入的氮、硫共掺杂的碳纳米材料的制备方法，包括以下步骤：将六水合硝酸钴和2‑甲基咪唑分别溶于甲醇中，在搅拌的条件下混合进行反应形成ZIF‑67；向形成的ZIF‑67中加入硫源硫代乙酰胺(TAA)先于室温下进行反应后于40℃进行反应后干燥得到前驱体；将得到的前驱体在Ar/H2混合气中650℃煅烧4h得到最终产物。

本发明的制备方法简单可控、原料廉价易得、产量大，且得到的材料作为锂离子电池负极材料时具有优异的电化学性能。原料廉价易得，合成步骤简便易行，产物形貌可控(通过改变硫代乙酰胺的含量能够实现对产物形貌的控制)，得到的产物是具有分级结构的纳米片，作为LIBs负极材料时，氮和硫共掺杂的碳作为壳这有利于电子和锂离子电池的传输，杂原子可吸附更多的锂离子这有利于提高电池的容量，另外金属Co单质作为核可极大的提高电池材料的导电性，这种特殊的核壳纳米粒子组成的纳米片状结构在嵌锂和脱锂的时候有利于材料保持原有结构防止样品在循环过程中的坍塌和团聚。

申请/专利权人：南开大学; 发明/设计人：卜显和;双微;王丹红;常泽;钟明; 卜显和，男，博士、教授，博士生导师，国家杰出青年基金获得者，国家自然科学基金创新研究群体主持人和学术带头人、教育部创新团队主持人和学术带头人。荣获2014年度“国家自然科学二等奖”。现承担国家973计划课题等多项科研计划。