1.一种硫/二氧化硅/聚苯胺核壳结构纳米复合材料,其特征是,以负载硫的纳米二氧化硅作为核壳结构的核芯,以聚苯胺作为核壳结构的外壳,所述纳米二氧化硅为球形结构,所述球形结构内部具有若干放射状介孔孔道,硫负载在纳米二氧化硅的放射状介孔孔道内。
2.如权利要求1所述的复合材料,其特征是,核壳结构的粒径为440~580nm;
或,负载硫的二氧化硅的直径为400~500nm;
或,聚苯胺外壳的厚度为20~40nm。
3.一种权利要求1或2所述的复合材料的制备方法,其特征是,将硫加热至熔融,使熔融后的硫扩散进入纳米二氧化硅的放射状介孔孔道内获得负载硫的纳米二氧化硅,将负载硫的纳米二氧化硅分散至水中获得悬浮液,向悬浮液中加入苯胺进行苯胺的聚合反应,反应后获得硫/二氧化硅/聚苯胺核壳结构纳米复合材料。
4.如权利要求3所述的制备方法,其特征是,将硫与纳米二氧化硅混合均匀后,在惰性气氛下,加热至不小于112.8℃进行煅烧,获得负载硫的纳米二氧化硅;
优选的,煅烧的温度为150~160℃,煅烧时间为6~24h,进一步优选的,煅烧温度为155℃、煅烧时间为12h;
或,纳米二氧化硅与硫的质量比为1:3~5,优选的,纳米二氧化硅与硫的质量比为1:4;
或,将负载硫的纳米二氧化硅和PVP加入至水中混合均匀,获得悬浮液;
优选的,负载硫的纳米二氧化硅和PVP的质量比为10~30:50~150,进一步优选的,负载硫的纳米二氧化硅和PVP的质量比为20:100。
5.如权利要求3所述的制备方法,其特征是,纳米二氧化硅的制备方法,以乙醇、水、环己烷为共溶剂,CTAB为表面活性剂,PVP为包裹剂,氨水为催化剂,TEOS为硅源,在室温搅拌条件下使其混合均匀,然后,将混合溶液转移至反应釜中,通过溶剂热反应制备含有CTAB和PVP的二氧化硅,最后,再通过高温煅烧,可得放射状介孔孔道球形二氧化硅纳米材料;
优选的,乙醇、水、环己烷的体积比为20~30:10~20:3~5;进一步优选的,乙醇、水、环己烷的体积比为25:15~20:4;;
优选的,CTAB与PVP的质量比为0.06~0.10:0.02~0.08,进一步优选的,CTAB与PVP的质量比为0.08:0.04;
优选的,TEOS与氨水的体积比为0.4~0.6:0~1;进一步优选的,TEOS与氨水的体积比为0.5:0.5;
优选的,溶剂热反应温度为80~120℃,进一步优选的,溶剂热反应温度为100℃;
优选的,高温煅烧的温度为500~600℃,进一步优选的,高温煅烧的温度为550℃。
6.如权利要求3所述的制备方法,其特征是,进行聚合反应的步骤为:将苯胺的盐酸溶液加入至悬浮液中混合均匀,再加入引发剂进行反应;
优选的,将引发剂加入水中溶解后,再将引发剂溶液加入至苯胺的盐酸溶液与悬浮液的混合溶液中;
优选的,所述引发剂为过硫酸铵,苯胺与过硫酸铵的投入比例为10~30:26~78,μL:mg,进一步优选的,苯胺与过硫酸铵的投入比例为20:52,μL:mg;
优选的,盐酸溶液浓度为0.5~2mol L–1,进一步优选的,盐酸浓度为1mol L–1。
7.一种权利要求1或2所述的复合材料在制备电子材料、磁性材料、催化材料、传感材料、光电材料或能源存储材料中的应用;
优选的,一种上述复合材料在锂硫电池中的应用。
8.一种锂硫电池正极材料,其特征是,包括权利要求1或2所述的复合材料。
9.一种锂硫电池,其特征是,采用权利要求8所述的正极材料作为正极,以锂片作为负极。
10.如权利要求9所述的锂硫电池,其特征是,采用聚丙烯膜作为隔膜;
或,采用1,3二氧戊烷/乙二醇二甲醚基二(三氟甲基磺酸)亚胺锂作为电解液。