CN110683522B - 一种具有规则形貌的过渡金属硫属族碳基异质结构复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种具有规则形貌的过渡金属硫属族碳基异质结构复合材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有规则形貌的过渡金属硫属族碳基异质结构复合材料及其制备方法和应用，将包括过渡金属乙酰丙酮盐及硫属族化合物在内的原料，置于保护气氛下煅烧，即得形貌规则、多级碳包覆均匀、结构稳定的过渡金属硫族化合物碳基异质结构复合材料，将其应用于制备储能器件，表现出优异的电化学性能，特别是储能器件的倍率和循环稳定性相比于现有材料具有明显优势。

Description

一种具有规则形貌的过渡金属硫属族碳基异质结构复合材料 及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种高效储能材料，具体涉及一种具有规则形貌的过渡金属硫属族碳基异质结构复合材料，还涉及利用过渡金属乙酰丙酮盐与硫属族化合物一步高温煅烧制备高效储能新材料的方法，还涉及复合材料在储能器件中的应用，属于储能器件新材料技术领域。
背景技术
过渡金属硫属族化合物，简称TMDCs，常用MXz表示(M＝Fe，Co，Ni等，X＝S,Se,Te，Z＝1-2)。由于其能量密度较大，能带间隙窄，来源丰富等特点，俨然成为了光催化，太阳能电池等领域的热点材料。近来，TMDCs被认为是电化学储能器件(锂离子电池，钠离子电池，钾离子电池，超级电容器)最具有应用前景的电极材料之一，开发具有高容量、长寿命的TMDCs对于促进新型高能电化学储能器件的发展具有重要的意义。
然而，单纯的TMDCs由于电解的强腐蚀作用、循环过程中体积膨胀及副反应等，将会造成其电化学性能衰减迅速。通过引入碳基质材料，可以有效地抑制上述问题。然而，传统的碳材料复合，并不能在材料的外表面的形成有效地包覆层，导致部分材料暴露于电解液之中。例如，Zhu等人通过静电纺丝技术获取的CoSe2/CNF，在2.0A g-1的电流密度下，容量仅为370mAh g-1。(Nano Energy，2019,58,715-723)。此外，TMDCs的纳米工程结构对于调节该类材料的结构应力，表面吸附容量等方面具有重要的作用。而简单的制备方法常常不能获取规则的形貌结构，致使TMDCs的电化学性能不能得到优化。例如，中国专利(CN104716319 A)公开通过模板法获取完整碳层包覆的金属硫化物，锂电容量在小电流密度下经过100个圈次以后，依然可以保持稳定，但是制备方法繁杂。
综上，具有规则形貌结构的金属硫属族化合物碳基异质结构具有到导电性高，化学性质稳定等特点，尤其适合运用于先进的能量转存装置之中，例如碱金属离子电池，超级电容器，燃料电池等。目前，亟需更为经济、高效地制备金属硫属族碳基异质结构的方法。
发明内容
针对现有技术中的制备的过渡金属硫属族化合物形貌不规则，碳基复合不均匀，可控性差，制备过程复杂及界面结构不稳定等问题。本发明的第一个目的是在于提供一种通过一步高温固相反应来获得形貌规则、多级碳包覆均匀、结构稳定的过渡金属硫族化合物碳基异质结构复合材料的方法，该方法简单、可控性好，有利于工业化生产。
本发明的第二个目的是在于提供一种形貌规则、多级碳包覆均匀、结构稳定的过渡金属硫族化合物碳基异质结构复合材料，解决了现有类似复合材料存在的问题。
本发明的第三个目的是在于提供过渡金属硫属族化合物的应用，其应用于制备储能器件，表现出优异的电化学性能，特别是储能器件的倍率和循环稳定性相比于现有材料具有明显优势。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种具有规则形貌的过渡金属硫属族碳基异质结构复合材料的制备方法，该方法是将包括过渡金属乙酰丙酮盐及硫属族化合物在内的原料，置于保护气氛下煅烧，即得。
优选的方案，所述过渡金属乙酰丙酮盐包括乙酰丙酮钴、乙酰丙酮镍、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮锰、乙酰丙酮铜、乙酰丙酮锌、乙酰丙酮钼、乙酰丙酮钨、乙酰丙酮锑、乙酰丙酮锡、乙酰丙酮铋中的至少一种。相比于其他有机金属盐，乙酰丙酮金属盐含有丰富的M-O-C化学键(M为过渡金属)，该类化学键的存在有助于在衍生界面体系中形成金属碳氧化学键，为离子/电子的传输提供快速通道。此外，乙酰丙酮金属盐碳化之后，含碳量适当，有利于提高复合材料的循环稳定性和维持材料的比容量。
优选的方案，所述硫属族化合物包括硫脲、半膀氨酸、硫粉、硒粉、碲粉、硫化钠、硒化钠中至少一种。优选的硫属族化合物包括硫粉、硒粉或碲粉。优选的硫属族化合物可以衍生相应的过渡金属硫化物、过渡金属硒化物、过渡金属碲化物碳基异质结构。
优选的方案，过渡金属乙酰丙酮盐与硫属族化合物的质量比为1:0.1～20。当硫属族化合物比例过高时，相应获得的过渡金属硫属族化合物阴离子富集，复合材料生成的物相结构偏向于MX2，当硫属族化合物比例相对较低时，相应获得的过渡金属硫属族化合物生成的物相结构偏向于MX。进一步优选为1:1～5，最优选为1:1～3。
优选的方案，所述原料包括碱金属盐。碱金属(例如，氯化钠、硫酸钠、氯化钾等常见碱金属盐)在煅烧的过程中，充当硬模板的作用，减少复合材料的团聚，同时改变晶体的各向异性的生长，以获得稳定性更好的复合材料。
优选的方案，所述碱金属盐包括氯化钠、硫酸钠、氯化钾、硫酸钾中至少一种。所述碱金属盐的质量为乙酰丙酮盐质量的20倍以内。碱金属盐较优选的质量为乙酰丙酮盐质量的8倍以内；最优选为5倍以内。
优选的方案，所述煅烧的条件：以1～15℃/min升温速率升温至300～1000℃，保温1～24h。较优选的煅烧温度为400～900℃；最优选为500～800℃。优选的煅烧时间为1～15h，最优选的煅烧时间为1～5h。煅烧过程中的升温速率对于制备的碳材料的理化性质具有一定影响，如果升温速率过快会造成乙酰丙酮基来不及碳化，便发生挥发的情况，造成含碳量减少，同时，由于快速升温会造成所生成的碳基内部的所生成的六元环增加，可以在一定提升碳基材料的导电性，由此，升温速率优选为3～10℃，既能保证完整的碳包覆结构，又能在一定程度上提升导电性。
本发明的保护气氛可以为氩气、氮气、氢气/氩气混合气(氢气体积含量为5％)。煅烧时所使用的气体种类对于所获材料的组分会产生一定的影响，如在氩气或氮气气氛下煅烧下，部分金属来不及进行热碳还原，便与硫族元素相结合，形成碳包覆的金属硫属族化物。而在氢氩混合气的情况下，金属元素优先被还原出来，然后再与硫化氢、硒化氢、碲化氢等进行反应，进而获取多级碳胶裹的金属硫属族化合物，例如碳纳米管，纳米片，三维多级网络结构异质结构。因此，进一步优选为氩气/氢氩混合气。
本发明还提供了一种具有规则形貌的过渡金属硫属族碳基异质结构复合材料，其由所述的制备方法制得。
本发明的过渡金属硫属族碳基异质结构复合材料具有完整碳基包覆层以及界面化学键的框架型材料。根据不同金属的生长特性，可以衍生具体形貌如纳米点状(金属钴)、纳米微球状(金属钴)、葡萄微球状(金属钴)、棒状(金属铁)、扇叶状(金属铜)、珊瑚状(金属镍)等。
本发明的具有规则形貌的过渡金属硫族碳基异质结构材料具有特殊微纳形貌，有利于增加反应活性位点，加快电化学反应进度，而形成异质结构的碳基及界面化学键将缓解材料的体积膨胀，抑制电解液的腐蚀，加快离子传输速率，提升材料的倍率性能，是优良的电化学储能器件电极材料。该过渡金属硫族碳基异质结构材料利用异质结构的缓冲效应及界面化学建来改善电化学储能器件性能，有助于制备高功率、长寿命，大容量的电化学储能器件。
本发明还提供了一种具有规则形貌的过渡金属硫属族碳基异质结构复合材料的应用，其作为储能器件电极材料应用。
本发明的储能器件可以为锂离子电池、钠离子电池、钾离子电池、超级电容器等，可以获得高功率、长寿命，大容量的电化学储能器件。
相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益技术效果：
1、本发明首次以乙酰丙酮盐为原料制备形貌规则、具有多级完整包覆碳层的过渡金属硫属族碳基异质结构复合材料，在电化学储能器件中具有广泛的应用价值；
2、本发明制备过渡金属硫属族碳基异质结构复合材料的方法简单快速、高效高产、条件可控，具有实现大规模生产的潜力；
3、本发明的过渡金属硫属族碳基异质结构复合材料可以广泛应用于锂离子电池、钠离子电池、钾离子电池、超级电容器等储能器件，具有高功率、长寿命，大容量等优异性能。
附图说明
图1是实施例1制得的纳米点状二硒化钴碳基异质结构的扫描电镜图片。
图2是实施例1制得的纳米点状二硒化钴碳基异质结构的透射电镜图片。
图3是实施例1制得的纳米点状二硒化钴碳基异质结构的XRD图、倍率性能图、C1s分峰图、充放电平台图、不同扫描速率CV曲线图。交流阻抗拟合图。
图4是实施例2制得的纳米微球二硒化钴纳米管碳基异质结构的扫描电镜图片。
图5是实施例3制得的葡萄微球状硒化钴碳基异质结构的扫描电镜图片。
图6是实施例4制得的棒状二硫化铁碳基异质结构的扫描电镜图片。
图7是实施例4制得的棒状二硫化铁碳基异质结构的锂电大电流循环性能图。
图8是实施例5制得的棒状碲化铁碳基异质结构的扫描电镜图片。
图9是实施例5制得的棒状碲化铁碳基异质结构的锂电循环性能图。
图10是实施例6制得的扇叶状二硒化铜碳基异质结构的扫描电镜图片。
图11是实施例6制得的扇叶状二硒化铜碳基异质结构的锂电大电流循环性能图。
图12是实施例7制得的微球二硒化铜碳基异质结构的扫描电镜图片。
图13是实施例8制得的微球二硒化铜碳基异质结构的扫描电镜图片。
图14是实施例9制得的珊瑚状二硒化镍碳基异质结构的扫描电镜图片。
图15是实施例9制得的珊瑚状二硒化镍碳基异质结构的钾电循环性能图。
图16是实施例10制得的块状二硒化镍碳基异质结构的扫描电镜图片。
具体实施方式
以下实施例旨在进一步说明本发明内容，而不是限制本发明权利要求的保护范围。
实施例1
将商业化的乙酰丙酮钴1.0g和2.0g硒粉及3.0g的硫酸钠混合均匀，然后将其在惰性气体氩气的保护下，500℃煅烧2h，升温速率为3℃ min-1，自然降温。将煅烧后的黑色产物研磨成粉末，加入适量的清水，在进行超声30min，磁力搅拌3h，然后进行抽滤，反复5次操作以后，将其在80℃下真空进行干燥12h，得到的黑色粉末即为纳米点状二硒化钴碳基异质结构(CoSe2/C)。图1位该纳米点状二硒化钴碳基异质结构的扫面电镜图片，可以观察到碳基质完整地包覆二硒化钴材料。图2位值得的纳米点状二硒化钴碳基异质结构透射电镜图片，可以发现二硒化钴以纳米点状存在。
将得到的纳米点状二硒化钴碳基异质结构、导电炭黑、羟甲基纤维素按照质量比为7/1.5/1.5进行配比，置于去离子水中搅拌至均匀的浆料状，涂于集流体铜箔之上，待所含水分被鼓风吹干之后置于干燥箱中80℃下干燥6h，然后将负载有电极活性材料的铜箔均匀地裁成直径为11mm的圆片。在充满高纯氩气的手套箱中，以所裁的电极铜箔为工作电极，金属钠为对电极，玻璃纤维为隔膜，进行CR2016型扣式电池组装。检查所制得的钠离子电池的性能。如图3所示，所获取材料为CoSe2/C,同时在碳与CoSe2界面处发现具有稳定性的Co-O-C化学键，复合材料展现出优异的钠电倍率性能，在6.4A g-1的超大电流密度下，容量可以维持289mAh g-1。同时，CV曲线以及交流阻抗进一步证明材料的优异动力学性能。相对较高的容量残留说明了所制备的纳米点状二硒化钴碳基异质结构具有优异的电化学性能。
实施例2
将商业化的乙酰丙酮钴1.0g和2.0g硒粉及3.0g的硫酸钠混合均匀，然后将其在还原性气体5％氢氩混合气的保护下，500℃煅烧2h，升温速率为3℃ min-1，自然降温。将煅烧后的黑色产物研磨成粉末，加入适量的清水，在进行超声30min，磁力搅拌3h，然后进行抽滤，反复5次操作以后，将其在80℃下真空进行干燥12h，得到的黑色粉末即为纳米微球二硒化钴纳米管碳基异质结构(CoSe2/C)。图4为该纳米微球二硒化钴纳米管碳基异质结构的扫描电镜图片，可以看出碳纳米管包裹的颗粒。电化学测试结果表明，在5.0A g-1的电流密度下，5000个循环周次以后，钠电容量可以维持395mAh g-1。
对比例1：按照上述过程，将硒粉增加至20g时，即乙酰丙酮钴与硒粉比例为1:20时，材料电化学性能显示，在5.0A g-1的电流密度下，5000个循环周次以后，钠电容量可以维持357mAh g-1。
对比例2：按照上述过程，将升温速率增加至15℃ min-1，材料电化学性能显示，在在5.0A g-1的电流密度下，5000个循环周次以后，钠电容量可以维持329mAh g-1。
实施例3
将商业化的乙酰丙酮钴1.0g和2.0g硒粉及3.0g的硫酸钠混合均匀，然后将其在还原性气体5％氢氩混合气的保护下，800℃煅烧5h，升温速率为10℃ min-1，自然降温。将煅烧后的黑色产物研磨成粉末，加入适量的清水，在进行超声30min，磁力搅拌3h，然后进行抽滤，反复5次操作以后，将其在80℃下真空进行干燥12h，得到的黑色粉末即为葡萄微球状硒化钴碳基异质结构(CoSe/C)。图5为该葡萄微球状硒化钴碳基异质结构的扫描电镜图片，可以看出碳基质包裹的纳米颗粒。电化学测试结果表明，在5.0A g-1的电流密度下，8000个循环周次以后，钠电容量可以维持297mAh g-1。同时，在10.0A g-1超大电流密度的情况下，钠电容量依然可以维持245mAh g-1。可以发现该类材料优异的倍率性能。
对比例1：按照上述过程，将上述煅烧时间增加至24h，材料电化学性能显示，在10.0A g-1超大电流密度的情况下，钠电容量依然可以维持227mAh g-1。
对比例2：按照上述过程，将上述保温时间增加至15h，材料电化学性能显示，在5.0A g-1的电流密度下，5000个循环周次以后，钠电容量可以维持245mAh g-1。
实施例4
将商业化的乙酰丙酮铁1.0g和2.0g硫粉及5.0g的硫酸钠混合均匀，然后将其在还原性气体5％氢氩混合气的保护下，500℃煅烧2h，升温速率为5℃ min-1，自然降温。将煅烧后的黑色产物研磨成粉末，加入适量的清水，在进行超声30min，磁力搅拌3h，然后进行抽滤，反复5次操作以后，将其在80℃下真空进行干燥12h，得到的黑色粉末即为纳米棒状二硫化铁碳基异质结构(FeSe2/C)。图6为该棒状二硫化铁碳基异质结构的扫描电镜图片，可以看出碳基质包裹的纳米颗粒。如图7所示，电化学测试结果表明，在5.0A g-1的电流密度下，500个循环周次以后，锂电容量可以维持518mAh g-1，具有优异的倍率性能。
对比例1：按照上述过程，将硫酸钠含量增加至20g时，即乙酰丙酮铁与硫酸钠比例为1:20时，材料电化学性能显示，在在5.0A g-1的电流密度下，500个循环周次以后，钠电容量可以维持475mAh g-1。
对比例2：按照上述过程，将硫酸钠含量增加至8g时，即乙酰丙酮铁与硫酸钠比例为1:20时，材料电化学性能显示，在在5.0A g-1的电流密度下，500个循环周次以后，钠电容量可以维持475mAh g-1。
实施例5
将商业化的乙酰丙酮铁1.0g和5.0g碲粉及3.0g的硫酸钠混合均匀，然后将其在还原性气体5％氢氩混合气的保护下，500℃煅烧2h，升温速率为5℃ min-1，自然降温。将煅烧后的黑色产物研磨成粉末，加入适量的清水，在进行超声30min，磁力搅拌3h，然后进行抽滤，反复5次操作以后，将其在80℃下真空进行干燥12h，得到的黑色粉末即为纳米棒状碲化铁碳基异质结构(FeTe/C)。图8为该棒状碲化铁碳基异质结构的扫描电镜图片，可以看出碳基质包裹的纳米颗粒。如图9所示，电化学测试结果表明，在1.0A g-1的电流密度下，50个循环周次以后，锂电容量可以维持673mAh g-1，容量保持率接近100％。
实施例6
将商业化的乙酰丙酮铜1.0g和2.0g硒粉及5.0g的氯化钠混合均匀，然后将其在惰性气体氩气的保护下，的保护下，500℃煅烧2h，升温速率为10℃ min-1，自然降温。将煅烧后的黑色产物研磨成粉末，加入适量的清水，在进行超声30min，磁力搅拌3h，然后进行抽滤，反复5次操作以后，将其在80℃下真空进行干燥12h，得到的黑色粉末即为扇叶状二硒化铜碳基异质结构(CuSe2/C)。图10为该扇叶状二硒化铜碳基异质结构的扫描电镜图片，可以看出碳基质包裹的纳米片。图11所示，锂电化学测试结果表明，在5.0A g-1的电流密度下，5000个循环周次以后，容量可以维持402mAh g-1。
对比例1：按照上述过程，将上述煅烧温度增加至300℃，材料电化学性能显示，在5.0A g-1的电流密度下，5000个循环周次以后，容量可以维持350mAh g-1。
对比例2：按照上述过程，将上述煅烧温度增加至1000℃，材料电化学性能显示，在5.0A g-1的电流密度下，5000个循环周次以后，容量可以维持370mAh g-1。
实施例7
将商业化的乙酰丙酮铜1.0g和2.0g硒粉及5.0g的氯化钠混合均匀，然后将其在惰性气体氩气的保护下，的保护下，600℃煅烧2h，升温速率为10℃ min-1，自然降温。将煅烧后的黑色产物研磨成粉末，加入适量的清水，在进行超声30min，磁力搅拌3h，然后进行抽滤，反复5次操作以后，将其在80℃下真空进行干燥12h，得到的黑色粉末即为扇叶状二硒化铜碳基异质结构(CuSe2/C)。图12为该纳米球二硒化铜碳基异质结构的扫描电镜图片，可以看出碳基质包裹的纳米球。锂电化学测试结果表明，在5.0A g-1的电流密度下，5000个循环周次以后，容量可以维持398mAh g-1。
实施例8
将商业化的乙酰丙酮铜1.0g和2.0g硒粉及5.0g的氯化钠混合均匀，然后将其在惰性气体氩气的保护下，的保护下，800℃煅烧2h，升温速率为10℃ min-1，自然降温。将煅烧后的黑色产物研磨成粉末，加入适量的清水，在进行超声30min，磁力搅拌3h，然后进行抽滤，反复5次操作以后，将其在80℃下真空进行干燥12h，得到的黑色粉末即为扇叶状硒化铜嵌入碳基异质结构(CuSe/C)。图13为该扇叶状二硒化铜碳基异质结构的扫描电镜图片，可以看出碳基质包裹的纳米片。锂电化学测试结果表明，在5.0A g-1的电流密度下，5000个循环周次以后，容量可以维持402mAh g-1。
实施例9
将商业化的乙酰丙酮镍1.0g和2.0g硒粉及5.0g的氯化钠混合均匀，然后将其在惰性气体氩气的保护下，的保护下，500℃煅烧5h，升温速率为10℃ min-1，自然降温。将煅烧后的黑色产物研磨成粉末，加入适量的清水，在进行超声30min，磁力搅拌3h，然后进行抽滤，反复5次操作以后，将其在80℃下真空进行干燥12h，得到的黑色粉末即为珊瑚状硒化镍碳基异质结构(NiSe2/C)。图14为该珊瑚状二硒化镍碳基异质结构的扫描电镜图片。如图15所示，电化学测试结果表明，在0.5A g-1的电流密度下，经过50个圈次的循环以后，材料的钾电容量保持为634mAh g-1。
实施例10
将商业化的乙酰丙酮镍1.0g和2.0g硒粉混合均匀，然后将其在惰性气体氩气的保护下，的保护下，500℃煅烧3h，升温速率为10℃ min-1，自然降温。将煅烧后的黑色产物研磨成粉末，加入适量的清水，在进行超声30min，磁力搅拌3h，然后进行抽滤，反复5次操作以后，将其在80℃下真空进行干燥12h，得到的黑色粉末即为块状硒化镍碳基异质结构。图16为该块状硒化镍碳基异质结构的扫描电镜图片，团结现象较为严重，说明在没有采用碱金属盐时，存在一定团结现象。电化学测试结果表明，在0.5A g-1的电流密度下，经过50个圈次的循环以后，材料的钠电容量保持为479mAh g-1。
实施例11
将商业化的乙酰丙酮锰、乙酰丙酮锌1.0g和2.0g硫粉及3.0g的氯化钠混合均匀，然后将其在惰性气体氩气的保护下，的保护下，500℃煅烧2h，升温速率为10℃ min-1，自然降温。将煅烧后的黑色产物研磨成粉末，加入适量的清水，在进行超声30min，磁力搅拌3h，然后进行抽滤，反复5次操作以后，将其在80℃下真空进行干燥12h，得到的黑色粉末即为球状硫化锰碳基异质结构(MnS/ZnS/C)。电化学测试结果表明，在1.0A g-1的电流密度下，经过100个圈次的循环以后，材料的钾电容量保持为345mAh g-1。
实施例12
将商业化的乙酰丙酮钼、乙酰丙酮钨、乙酰丙酮锡共1.0g和2.0g硫粉及1.0g的氯化钠混合均匀，然后将其在惰性气体氩气的保护下，的保护下，500℃煅烧1h，升温速率为10℃ min-1，自然降温。将煅烧后的黑色产物研磨成粉末，加入适量的清水，在进行超声30min，磁力搅拌3h，然后进行抽滤，反复5次操作以后，将其在80℃下真空进行干燥12h，得到的黑色粉末即为片状二硫化钼/二硫化钨碳基异质结构(MoS2/SnS2/WS2/C)。电化学测试结果表明，在1.0A g-1的电流密度下，经过100个圈次的循环以后，材料的锂电容量保持为386mAhg-1。
实施例13
将商业化的乙酰丙酮铋、乙酰丙酮锑共1.0g和2.0g硫粉及5.0g的氯化钠混合均匀，然后将其在惰性气体氩气的保护下，的保护下，500℃煅烧5h，升温速率为1℃ min-1，自然降温。将煅烧后的黑色产物研磨成粉末，加入适量的清水，在进行超声30min，磁力搅拌3h，然后进行抽滤，反复5次操作以后，将其在80℃下真空进行干燥12h，得到的黑色粉末即为棒状三硫化二锑/三硫化二铋/碳基异质结构(Sb2S3/Bi2S3/C)。电化学测试结果表明，在0.1A g-1的电流密度下，经过100个圈次的循环以后，材料的锂电容量保持为415mAh g-1。

Claims (6)

1.一种具有规则形貌的过渡金属硫属族碳基异质结构复合材料的应用，其特征在于：作为储能器件电极材料应用；
所述具有规则形貌的过渡金属硫属族碳基异质结构复合材料通过以下方法制备得到：将包括碱金属盐、过渡金属乙酰丙酮盐及硫属族化合物在内的原料，置于保护气氛下煅烧，即得；所述碱金属盐包括氯化钠、硫酸钠、氯化钾、硫酸钾中至少一种；所述碱金属盐的质量为乙酰丙酮盐质量的20倍以内；所述保护气氛为氢气/氩气混合气。
2.根据权利要求1所述的一种具有规则形貌的过渡金属硫属族碳基异质结构复合材料的应用，其特征在于：所述过渡金属乙酰丙酮盐包括乙酰丙酮钴、乙酰丙酮镍、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮锰、乙酰丙酮铜、乙酰丙酮锌、乙酰丙酮钼、乙酰丙酮钨、乙酰丙酮锑、乙酰丙酮锡、乙酰丙酮铋中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种具有规则形貌的过渡金属硫属族碳基异质结构复合材料的应用，其特征在于：所述硫属族化合物包括硫脲、半膀氨酸、硫化钠、硒化钠中至少一种。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种具有规则形貌的过渡金属硫属族碳基异质结构复合材料的应用，其特征在于：过渡金属乙酰丙酮盐与硫属族化合物的质量比为1:0.1～20。
5.根据权利要求4所述的一种具有规则形貌的过渡金属硫属族碳基异质结构复合材料的应用，其特征在于：乙酰丙酮盐与硫属族化合物的质量比为1:1～5。
6.根据权利要求1所述的一种具有规则形貌的过渡金属硫属族碳基异质结构复合材料的应用，其特征在于：所述煅烧的条件：以1～15℃/min升温速率升温至300～1000℃，保温1～24h。
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