本发明属于锂硫电池材料，具体涉及一种氮化钼量子点/二维层状碳化氮复合材料及其制备和在锂硫电池隔膜改性中的应用。
背景技术：
1、世界各国都在布局低碳战略，而新能源储能产业是其中重要一环。在所有储能体系中，锂硫电池因为其高能量密度、低污染、可观的经济性等优点受到了科研人员的追捧。然而，锂硫电池也有其不可避免地缺点。如：硫及放电产物li2s2/li2s的低电导率、多硫化物转化的较差反应动力学和充放电过程中可溶性多硫化物的穿梭效应等。其中，穿梭效应是影响锂硫电池性能的最重要的因素。
2、为了限制穿梭效应，科研人员开发了从物理限域到化学吸附再到催化转化的改性策略，在催化转化的改性策略中，过渡金属化合物，如：过渡金属氮化物、氧化物、磷化物和硫化物，因这类化合物对多硫化物转化的优异催化能力得到了广泛的关注。其中氮化钼具备优异的本征电子结构，能够实现快速的电子交换。但是在现有技术中，通过程序升温氮化法制备的氮化钼因为晶体的自发生长导致尺寸过大，内部活性位点无法暴露，且与基底导电碳材料的结合较弱，这限制了对多硫化物的催化能力。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供了一种氮化钼量子点/二维层状碳化氮复合材料及其制备和在锂硫电池隔膜改性中的应用，复合材料具有集吸附、催化多硫化物和加速锂离子迁移于一体的能力，将其作为锂硫电池隔膜改性的电催化剂能够有效提高锂硫电池的电化学性能。
2、为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种氮化钼量子点/二维层状碳化氮复合材料的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)将钼源超声分散于去离子水中，得到钼源溶液；
5、(2)将碳源超声分散于钼源溶液中，经水热处理后固液分离，干燥得到前驱体粉末；
6、(3)将前驱体粉末与氮源混合，于氩氢气氛下进行二段焙烧，即得氮化钼量子点/二维层状碳化氮复合材料，记为monqds/nc。
7、优选的，步骤(1)中，所述钼源选自钼酸铵、钼酸钙和钼酸钠中的一种。本发明选用的钼源易溶于水，能够均匀的与碳源结合，在后续的水热反应中生成高度分散且尺寸极小的三氧化钼，为后续二段焙烧氮化中生成monqds奠定良好基础。
8、优选的，步骤(2)中，所述碳源选自尿素、二氰二胺和三聚氰胺中的一种，碳源与钼源的质量比为1～10：1。
9、优选的，步骤(2)中，水热处理的温度为180～240℃，时间为12～24h。本发明通过水热处理，使得量子点尺寸的三氧化钼均匀分散于碳源上，再经过后续的二段焙烧氮化同步生成monqds和二维层状碳化氮。
10、优选的，步骤(3)中，所述氮源选自聚丙烯腈、氯化铵、六亚甲基四胺和二氨基马来腈中的一种，氮源与钼源的质量比为1～5：1。
11、优选的，步骤(3)中，氩氢气氛中，氩气和氢气的体积比为9～19：1；二段焙烧的具体过程为：先升温至500～550℃，保温1～3h，再升温至750～850℃，保温1～3h。
12、本发明还提供了上述制备方法制得的氮化钼量子点/二维层状碳化氮复合材料。
13、本发明还提供了上述氮化钼量子点/二维层状碳化氮复合材料的应用，将其作为改性材料，用于制备锂硫电池用改性隔膜。
14、优选的，将其涂覆在隔膜基膜上，制备所述的改性隔膜。
15、本发明还提供了一种锂硫电池用改性隔膜，包括基膜以及复合在基膜表面的改性材料，所述的改性材料中包含所述的氮化钼量子点/二维层状碳化氮复合材料。
16、本发明中，所述的基膜可以是任意锂硫电池领域熟知的隔膜基膜，例如，所述的基膜为pp、pe中的至少一种。
17、本发明中，所述的改性材料由氮化钼量子点/二维层状碳化氮复合材料、导电炭黑和聚偏二氟乙烯以8：1：1的比例在n-甲基吡咯烷酮溶剂中混合而成。
18、本发明还提供了一种锂硫电池，包括依次复合的正极、隔膜和负极，其所述的隔膜为本发明所述的改性隔膜。
19、本发明所述的锂硫电池，除了包含所述的改性隔膜外，其他的成分、部件均可以是常规的。
20、本发明创新地将monqds与二维层状nc原位结合，其中monqds为锚定、催化多硫化物提供了大量的活性位点，其优异的本征电子活性能够加速多硫化物的转化，同时也能调控nc表面结构以大幅提高对载流子迁移速率。将monqds/nc作为隔膜改性材料，用于制备锂硫电池用改性隔膜，能够实现优异的倍率性能与循环性能，且在高硫负载的情况下，实现了高于目前商业锂离子电池的面容量。
21、本发明优势如下：
22、本发明的monqds/nc复合材料，实现了量子点尺寸的mon的制备，且与二维层状nc原位结合，将其作为改性材料，用于制备锂硫电池用改性隔膜，应用此隔膜的锂硫电池能够在充放电过程中实现长期、稳定地吸附、催化多硫化物转化并实现快速的锂离子传输功能，具有优异的倍率性能与循环性能，且在高硫负载的情况下，实现了高于目前商业锂离子电池的面容量。
1.一种氮化钼量子点/二维层状碳化氮复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述钼源选自钼酸铵、钼酸钙和钼酸钠中的一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述碳源选自尿素、二氰二胺和三聚氰胺中的一种，碳源与钼源的质量比为1～10：1。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，水热处理的温度为180～240℃，时间为12～24h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述氮源选自聚丙烯腈、氯化铵、六亚甲基四胺和二氨基马来腈中的一种，氮源与钼源的质量比为1～5：1。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，氩氢气氛中，氩气和氢气的体积比为9～19：1；二段焙烧的具体过程为：先升温至500～550℃，保温1～3h，再升温至750～850℃，保温1～3h。
7.权利要求1-6任一项所述的制备方法制得的氮化钼量子点/二维层状碳化氮复合材料。
8.权利要求7所述的氮化钼量子点/二维层状碳化氮复合材料的应用，其特征在于，将其作为改性材料，用于制备锂硫电池用改性隔膜。
9.一种锂硫电池用改性隔膜，其特征在于，包括基膜以及复合在基膜表面的改性材料，所述的改性材料中包含权利要求7所述的氮化钼量子点/二维层状碳化氮复合材料。
10.一种锂硫电池，包括依次复合的正极、隔膜和负极，其特征在于，其所述的隔膜为权利要求9所述的改性隔膜。
