本發明涉及碳材料制備，具體涉及一種碳化物衍生碳及其制備方法和應用。

背景技術：

1、碳化物衍生碳(cdc)是將碳化物或者含碳合金，將其中的非碳元素去除后得到的產物，因其孔隙可調與高比表面積的特點在電化學、氣體儲存等方面有較好的前景。目前碳化物衍生物主要的合成方法為鹵素刻蝕法、酸刻蝕法、真空熱解法、熔鹽熱電解法等。這些方法普遍合成的石墨化程度不高且制備周期長。限制了碳化物衍生碳的進一步發展與應用。

技術實現思路

1、本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提供一種碳化物衍生碳的制備方法，所述方法制備周期短，且得到的碳化物衍生碳的石墨化程度適中。

2、為此，本發明第一方面提供一種碳化物衍生碳的制備方法，包括：將過渡金屬碳化物與mclx混合，置于密閉容器中，在隔絕空氣條件下，加熱熔融，得到中間體，其中，m包括fe、ni和zn中的一種或多種，x＝2-3；對所述中間體進行后處理，得到碳化物衍生碳，所述碳化物衍生碳的拉曼光譜圖中，id/ig值為0.29-0.97。

3、本發明提出的碳化物衍生碳的制備方法，通過將過渡金屬碳化物與mclx混合，置于密閉容器中，在隔絕空氣條件下，加熱熔融，mclx可以提供熔鹽環境，將過渡金屬碳化物中的過渡金屬轉換為過渡金屬的氯鹽，且mclx中的m離子能夠氧化過渡金屬碳化物中的過渡金屬元素，起到脫合金的作用。m元素還可以作為石墨化催化劑，進一步促進了碳化物衍生碳的石墨化，使其具備合理的石墨化程度。綜上，本申請提出的方法，制備周期短，且得到的碳化物衍生碳的石墨化程度適中。

4、在本發明的一些實施方案中，所述過渡金屬碳化物包括碳化鉬、碳化鎳和碳化鉻中的一種或多種。

5、在本發明的一些實施方案中，所述mclx包括fecl3、nicl2和zncl2中的一種或多種。

6、在本發明的一些實施方案中，所述過渡金屬碳化物與mclx通過研磨混合。

7、在本發明的一些實施方案中，所述mclx包括fecl3。

8、在本發明的一些實施方案中，所述過渡金屬碳化物與mclx的質量之比為1：(1-10)。

9、在本發明的一些實施方案中，所述過渡金屬碳化物與mclx的質量之比為1：(2.5-5)。

10、在本發明的一些實施方案中，所述加熱的溫度為400℃-700℃。

11、在本發明的一些實施方案中，所述加熱的溫度為600℃-700℃。

12、在本發明的一些實施方案中，所述加熱的時間為2h-6h。

13、在本發明的一些實施方案中，所述加熱的升溫速率為5℃/min-10℃/min。

14、在本發明的第二方面，本發明提出一種碳化物衍生碳，所述碳化物衍生碳采用本發明第一方面所述的方法制備，所述碳化物衍生碳的拉曼光譜圖中，id/ig值為0.29-0.97。本發明提出的碳化物衍生碳，具有優異的性能。

15、在本發明的第三方面，本發明提出一種電池，所述電池包括本發明第一方面所述的方法制備的碳化物衍生碳，或第二方面所述的碳化物衍生碳。由此，本發明提出的電池，具有優異的性能。

16、在本發明的一些實施方案中，所述電池的首次充電比容量為259mah/g-319.5mah/g；和/或，所述電池的首次放電比容量為303mah/g-351mah/g；和/或，所述電池的首圈庫倫效率為80％-91％。

17、本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

技術特征：

1.一種碳化物衍生碳的制備方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述過渡金屬碳化物包括碳化鉬、碳化鎳和碳化鉻中的一種或多種；和/或，

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述過渡金屬碳化物與mclx通過研磨混合；和/或，

4.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述過渡金屬碳化物與mclx的質量之比為1：(1-10)。

5.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述過渡金屬碳化物與mclx的質量之比為1：(2.5-5)。

6.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述加熱的溫度為400℃-700℃。

7.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述加熱的溫度為600℃-700℃。

8.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述加熱的時間為2h-6h；和/或，

9.一種碳化物衍生碳，其特征在于，所述碳化物衍生碳采用權利要求1-8中任一項所述的方法制備，所述碳化物衍生碳的拉曼光譜圖中，id/ig值為0.29-0.97。

10.一種電池，其特征在于，所述電池包括權利要求1-8中任一項所述的方法制備的碳化物衍生碳或者權利要求9所述的碳化物衍生碳；

技術總結
本發明涉及碳材料制備技術領域。本發明提供了一種碳化物衍生碳及其制備方法和應用，包括：將過渡金屬碳化物與MCl<subgt;x</subgt;混合，置于密閉容器中，在隔絕空氣條件下，加熱熔融，得到中間體，其中，M包括Fe、Ni和Zn中的一種或多種，x＝2?3；對所述中間體進行后處理，得到碳化物衍生碳，所述碳化物衍生碳的拉曼光譜圖中，ID/IG值為0.29?0.97。所述方法制備周期短，且得到的碳化物衍生碳的石墨化程度適中。

技術研發人員：林寧,錢勇
受保護的技術使用者：甬江實驗室
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28