本发明公开了一种碳氮共掺杂的CoO复合材料及其制备方法和用途,该复合材料为碳氮共掺杂的CoO空心球,其颗粒呈球形的空心结构,且其XRD图谱中,在2θ为19°、31.3°、36.9°、44.8°、55.7°、59.4°和65.2°处具有特征峰,其C1s XPS谱图在结合能285.1eV存在一个峰,其N1s XPS谱图在400.2eV和402.6eV有两个峰。本发明的复合材料能够通过碳氮共掺杂工艺大大提高了材料的电导率、比容量值和容量保持率,具有良好的循环稳定性。
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1.一种碳氮共掺杂的Co3O4复合材料,其特征在于,该复合材料为碳氮共掺杂的Co3O4空心球,其颗粒呈球形的空心结构,且其XRD图谱中,在2θ为19°、31.3°、36.9°、44.8°、55.7°、59.4°和65.2°处具有特征峰,其C1s XPS谱图在结合能285.1eV存在一个峰,其N1s XPS谱图在400.2eV和402.6eV有两个峰。
2.根据权利要求1所述的碳氮共掺杂的Co3O4复合材料,其特征在于,该复合材料通过将聚多巴胺包覆在Co3O4空心球上后在氨气氛围下于750~850℃下保温而获得。
3.根据权利要求2所述的碳氮共掺杂的Co3O4复合材料,其特征在于,所述聚多巴胺包覆在Co3O4空心球上,通过将质量比为1:1.5~2.5的Co3O4空心球与盐酸多巴胺于浓盐酸中静置而获得。
4.根据权利要求2所述的碳氮共掺杂的Co3O4复合材料,其特征在于,所述Co3O4空心球,通过将葡萄糖和硫酸钴在160~190℃水热法反应后得到的产物于500~580℃保温而获得。
5.一种如权利要求1-4中任意一项所述的碳氮共掺杂的Co3O4复合材料的制备方法,其特征在于,该方法包含:将Co3O4空心球和盐酸多巴胺于浓盐酸中静置,获得聚多巴胺包覆的Co3O4空心球;将所述聚多巴胺包覆的Co3O4空心球于氨气氛围下于750~850℃下保温,获得碳氮共掺杂的Co3O4复合材料。
6.根据权利要求5所述的碳氮共掺杂的Co3O4复合材料的制备方法,其特征在于,所述Co3O4空心球和盐酸多巴胺的质量比为1:1.5~2.5。
7.根据权利要求5所述的碳氮共掺杂的Co3O4复合材料的制备方法,其特征在于,所述浓盐酸的浓度为9~11mol/L;所述盐酸多巴胺的浓度为0.5~5mg/mL。
8.根据权利要求5所述的碳氮共掺杂的Co3O4复合材料的制备方法,其特征在于,所述聚多巴胺包覆的Co3O4空心球于氨气氛围下于750~850℃下保温1~3h。
9.根据权利要求5-8中任意一项所述的碳氮共掺杂的Co3O4复合材料的制备方法,其特征在于,所述Co3O4空心球的制备包含:将葡萄糖溶液在160~190℃下保温,再加入质量比为2~4:2的葡萄糖和CoSO4·7H2O,采用水热法在160~190℃保温,得到的产物于空气气氛中升温至500~580℃并保温,得到粒径为85~115nm的Co3O4空心球。
10.一种如权利要求1-4中任意一项所述的碳氮共掺杂的Co3O4复合材料的用途,其特征在于,该复合材料用于作为锂离子电池的正极活性材料。
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