CN108428894A - 一种硫掺杂二维碳材料、其制备方法和应用 - Google Patents

一种硫掺杂二维碳材料、其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于无机材料制备技术领域，具体地，涉及一种硫掺杂二维碳材料、其制备方法和应用，更具体地，涉及一种以水滑石为模板制备原位硫掺杂二维碳材料作为钠离子电池负极的方法、产品和应用。其以水滑石为模板，以不饱和有机物的磺酸盐为前驱体，依次通过前驱体的插层、前驱体的氧化聚合、前驱体的碳化固定、模板的脱除以及再次碳化，实现本发明原位硫掺杂二维碳材料的制备，制备工艺简单易行，硫含量掺杂量高，可大规模生产。

Description

一种硫掺杂二维碳材料、其制备方法和应用
技术领域
本发明属于无机材料制备技术领域，具体地，涉及一种硫掺杂二维碳材料、其制备方法和应用，更具体地，涉及一种以水滑石为模板制备原位硫掺杂二维碳材料作为钠离子电池负极的方法、产品和应用。
背景技术
近年来锂离子电池由于具有比容量大、放电电压高、稳定性能好、使用安全和寿命长等优点，被广泛应用于手机、笔记本电脑等电子产品中。但是目前由于人们对电子设备和电动汽车的需求迅速增长，使得对锂的需求也随之增长。而锂元素在地壳中的含量仅有0.0065％，其丰度居第27位，且集中分布在少数几个区域。从大规模的储能需求考虑，理想的二次电池除具有适宜的电化学性能外还必须兼顾资源丰富，价格低廉等特点。显然，锂离子电池无法满足大规模的生产需求。钠和锂位于同一主族，拥有相似的理化性质。另外，钠在地壳中含量有2.74％，远远高于锂在地壳中的含量，且其在全球各地均有分布，因而钠离子电池在大规模生产中是一个很不错的选择。
碳材料由于其来源丰富，绿色环保以及价格低廉等优势，被广泛应用各个领域，其中就包括能源领域。目前商业化的锂离子电池所用的负极材料为石墨，但是由于钠离子半径大于锂离子半径，使得钠离子无法有效地嵌入到石墨负极之中，且其储钠活性差，因而不能直接应用于钠离子电池中。为了有效地将碳材料应用于钠离子电池，需要对其进行结构或成分上的设计。结构上可以将碳材料做成零维、一维、二维或者三维的纳米结构，每种结构都有它独特的优势，都有减小钠离子的扩散路径的作用。成分上主要是通过杂原子掺杂，既可以造成点缺陷，促进钠离子的吸附和增加活性位点及导电性，又可以在某种程度上扩大层间距，有利于更多钠离子的嵌入。
目前一些硫掺杂的碳材料，需要额外提供硫源，比如单质硫，硫化氢或者一些含硫有机物；其次，目前也有同时作为碳源和硫源的有机物直接碳化成硫掺杂碳材料的，不过这种材料大多是微米级别的块体材料，作为钠离子电池负极材料时，不利于离子在材料中的扩散，使得材料在大电流充放电时的容量较低，即倍率性能差。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种硫掺杂二维碳材料、其制备方法和应用，其充分结合硫掺杂二维碳材料的特点和需求，针对性地对原料、制备工艺以及原理等方面进行重新设计，并对关键参数进行优化和选择，相应地获得了一种硫掺杂含量高、比表面积大、具有分级孔结构的二维碳材料，制备工艺简单易行，可大规模生产，制备得到的原位硫掺杂二维碳材料用作钠离子电池负极材料时表现出高的容量、优异的倍率性能和良好的循环性能。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种硫掺杂二维碳材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)以水滑石为模板，将水滑石进行热处理，以除去所述水滑石层间的氢氧根和碳酸根，得到热处理后的水滑石；所述水滑石为具有记忆效应的水滑石；
(2)将热处理后的水滑石冷却后与前驱体溶液混合，充分搅拌，使所述前驱体以阴离子形式***所述水滑石层间；过滤，将滤渣水洗后干燥，得到前驱体插层的水滑石；
(3)使所述前驱体插层的水滑石在氧化剂的作用下，发生前驱体的氧化聚合反应，得到前驱体聚合物插层的水滑石；
(4)将所述前驱体聚合物插层的水滑石在惰性气体保护气氛中预碳化，使所述前驱体聚合物在所述水滑石的层间结构中发生预碳化，然后通过酸洗的方法脱除所述水滑石模板，得到预碳化产物；
(5)将所述预碳化产物在惰性气体保护气氛中进行第二次碳化，得到硫掺杂二维碳材料。
优选地，步骤(1)所述水滑石为Mg-Al系水滑石或Zn-Al系水滑石。
优选地，步骤(1)所述热处理具体为：热处理温度为400℃～600℃，保温1h～4h。
优选地，步骤(2)所述前驱体溶液为不饱和有机磺酸盐溶液。
优选地，所述不饱和有机磺酸盐为苯乙烯磺酸钠。
优选地，步骤(3)所述氧化剂为过硫酸盐。
优选地，步骤(3)所述氧化剂为浓度为0.1mol/L～0.5mol/L的过硫酸钾溶液，所述氧化聚合时间为0.5h～4h。
优选地，步骤(4)所述预碳化温度为600℃～800℃，升温速率为1℃/min～10℃/min，保温时间为1h～6h。
优选地，步骤(4)所述酸洗为采用盐酸水溶液和氢氟酸水溶液进行酸洗。
优选地，步骤(5)所述第二次碳化温度为600℃～800℃，升温速率为1℃/min～10℃/min，保温时间为1h～6h。
按照本发明的另一个方面，提供了一种硫掺杂二维碳材料，按照所述的制备方法制备得到。
优选地，所述的硫掺杂二维碳材料，硫掺杂量为4.77％～6.90％，比表面积为679m2g-1～930.6m2g-1，具有分级孔结构。
按照本发明的另一个方面，提供了一种所述的硫掺杂二维碳材料的应用，用于制备钠离子电池负极材料。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果。
(1)本发明提供了一种硫掺杂二维碳材料的制备方法，其以水滑石为模板，以不饱和有机物的磺酸盐为前驱体，依次通过前驱体的插层、前驱体的氧化聚合、前驱体的碳化固定、模板的脱除以及再次碳化，实现本发明原位硫掺杂二维碳材料的制备，制备工艺简单易行，硫掺杂量高，可大规模生产；
(2)本发明提供的硫掺杂二维碳材料的制备方法，以水滑石作为介质模板，水滑石来源广泛、绿色环保；
(3)本发明首次将水滑石作为模板，以不饱和有机磺酸盐作为前驱体制备二维碳材料，用作钠离子电池负极材料；
(4)本发明提供的硫掺杂二维碳材料的制备方法，以不饱和有机物的磺酸盐为前驱体，该前驱体自带磺酸基团，配合层状结构的水滑石介质模板，通过巧妙地设置制备流程，能够进行原位高含量硫掺杂，无需后续处理；
(5)本发明提供的硫掺杂二维碳材料的制备方法，通过改变退火温度可简单实现硫含量的调控；
(6)本发明制备得到原位硫掺杂二维碳材料硫掺杂量高、比表面积大，具有分级孔结构，用作钠离子电池负极材料时表现出高的容量，优异的倍率性能和良好的循环性能。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的流程图。
图2为本发明实施例1制备得到的硫掺杂二维碳材料的扫描电镜图。
图3为本发明实施例1制备得到的硫掺杂二维碳材料的透射电镜图。
图4为本发明实施例1制备得到的硫掺杂二维碳材料的步骤(1)、(3)、(4)、(5)的XRD谱图。
图5为本发明实施例1制备得到的硫掺杂二维碳材料的XPS谱图。
图6为本发明实施例1制备得到的硫掺杂二维碳材料的吸附和解吸附曲线以及孔径分布曲线。
图7为本发明实施例1制备得到的硫掺杂二维碳材料的电化学循环性能图。
图8为本发明实施例1制备得到的硫掺杂二维碳材料的倍率性能。
图9为本发明实施例5制备得到的硫掺杂二维碳材料的倍率性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明提供了一种以水滑石为模板制备原位硫掺杂二维碳材料的方法，包括如下步骤：
(1)以水滑石为模板，将水滑石进行热处理，以除去水滑石层间的氢氧根和碳酸根，热处理在保护气氛中进行，热处理温度为400℃～600℃，保温1h～4h，得到热处理后的水滑石，以便下一步将含有硫和碳的前驱体***水滑石的层间结构。水滑石为具有记忆效应的水滑石，水滑石的记忆效应是指某些水滑石类材料在一定温度加热(一般450-500℃)后，在室温下空气中或水中又恢复到原来的结构。具有记忆效应的水滑石比如Mg-Al系水滑石或Zn-Al系水滑石。以Mg-Al系水滑石为例，其可以通过如下方法制备得到：碱式碳酸镁和偏铝酸钠加入水混合，搅拌之后用去离子水清洗，干燥后得到水滑石模板。其中Mg和Al的摩尔比的选择很重要，Mg-Al的比例不同，会导致其板层的电荷密度不一样，从而改变层间阴离子有机物的分布，也就是说会使最终得到的碳的产量不一样。水滑石经过热处理之后，在保护气氛中随炉冷却，以确保空气中的二氧化碳和水分子不会进入层间。
(2)将热处理后的水滑石冷却后与前驱体溶液混合，充分搅拌，使前驱体以阴离子形式***所述水滑石层间；前驱体溶液为不饱和有机磺酸盐溶液，过滤，将滤渣水洗后干燥，得到前驱体插层的水滑石；不饱和有机磺酸盐优选为苯乙烯磺酸钠，在苯乙烯磺酸钠的配置过程中，优选在搅拌条件下，不断通入氮气，以防止二氧化碳分子进入该溶液中。
(3)使所述前驱体插层的水滑石在氧化剂的作用下，发生前驱体的氧化聚合反应，得到前驱体聚合物插层的水滑石；氧化剂为过硫酸盐，优选浓度为0.1mol/L～0.5mol/L的过硫酸钾溶液，氧化聚合时间为0.5h～4h。前驱体有机物氧化聚合之后可明显看到混合体系的颜色由白色粉末变为黄色粉末。
(4)将所述前驱体聚合物插层的水滑石在惰性气体保护气氛中预碳化，使所述前驱体聚合物在所述水滑石的层间结构中发生预碳化，然后通过酸洗的方法脱除所述水滑石模板，得到预碳化产物；预碳化温度为600℃～800℃，升温速率为1℃/min～10℃/min，保温时间为1h～6h。酸洗为采用盐酸水溶液和氢氟酸水溶液进行酸洗。
(5)将所述预碳化产物在惰性气体保护气氛中进行第二次碳化，得到硫掺杂二维碳材料。第二次碳化温度为600℃～800℃，升温速率为1℃/min～10℃/min，保温时间为1h～6h。
本发明原位硫掺杂的二维碳材料的制备过程中，含有硫源和碳源的前驱体有机物以阴离子形式进入水滑石模板的层间结构以后，需要首先进行预碳化，即有机物在层间借助于模板的固定作用下进行初步碳化，然后去除模板，去除模板之后还须进行第二次碳化。实验中将预碳化并去除模板以后的硫掺杂碳材料用于钠离子电池负极材料，发现性能很差，可能是由于模板的存在影响了碳化过程中材料结晶性能，最终导致用作电池材料时性能受到影响。当将该材料进行第二次碳化以后，制得的硫掺杂二维碳材料结晶性能以及电池性能明显改善。而且，在第二次碳化时，实验发现硫的掺杂量受到碳化退火温度的影响，温度越高，二维碳材料晶格缺陷越少，相应地，硫在该碳材料中的掺杂量就越少，所以需要合理控制碳化退火温度。
本发明硫掺杂二维碳材料的前驱物同时作为硫源和碳源，无需添加额外试剂。本文提供的二维结构的原位硫掺杂碳材料，同时从结构和成分上对材料进行设计，步骤简单，且得到的碳硫掺杂含量高，硫掺杂量为4.77％～6.90％，比表面积为679m2g-1～930.6m2g-1、具有分级孔结构，为目前制备原位高掺杂碳材料提供了一定的思路。而该材料由于二维结构和分级孔结构等优势，使得钠离子可以快速传输和扩散，提高了材料的倍率性能，该原位硫掺杂二维碳材料可用作钠离子电池负极材料，表现出优异的性能。
以下为实施例：
实施例1
(1)碱式碳酸镁和偏铝酸钠加入水混合(Mg和Al的摩尔比为2:1)，搅拌12h之后用去离子水清洗，放入烘箱60℃干燥后得到水滑石模板。
(2)配制50mg/mL的对苯乙烯磺酸钠溶液置于三颈瓶中，并不断通入N2，搅拌12h备用。
(3)将水滑石模板在Ar气氛中加热到475℃，保温3h，待随炉冷却到室温后迅速导入(2)步骤中的三颈瓶中。80℃下搅拌12h之后，用去离子水清洗，抽滤，固体放入烘箱干燥。
(4)将(3)得到的产物分散于装有200mL 0.1mol/L的K2S2O8水溶液中，80℃水浴加热，搅拌1h之后，用去离子水冲洗，放入烘箱干燥。
(5)将(4)产物置于氧化铝坩埚中，在Ar气氛中以5℃/min的升温速率加热到600℃，保温3h，待冷却至室温，将产物取出，放入装有1mol/L的盐酸的烧杯，搅拌48h后抽滤，然后将产物放入稀释的HF水溶液中搅拌24h，除去残留的氧化物。再用去离子水洗净，放入60℃烘箱中干燥。
将(5)产物在置于氧化铝坩埚中，放入管式炉，进行第二次碳化退火处理，在Ar气氛中以5℃/min的升温速率加热到700℃，保温2h，待冷却到室温之后，取出，按一定比例涂膜封电池。
图1为本发明实施例1制备的流程图。图2为本发明实施例1制备得到的硫掺杂二维碳材料的扫描电镜图。可以看出产物为片状结构，具有类似石墨烯的褶皱，初步判断本发明制得的碳材料为二维纳米碳材料。
图3为本发明实施例1制备得到的硫掺杂二维碳材料的透射电镜图。可以看出产物为大面积的纳米薄片，进一步验证本发明是可行的。
图4为本发明实施例1步骤(1)、(3)、(4)、(5)步骤所得产物的XRD谱图。表明了前驱物通过进入水滑石模板的层间，从而在退火之后得到二维结构。
图5为本发明实施例1制备得到的硫掺杂二维碳材料的XPS谱图。表明本发明进行的原位硫掺杂可行，且硫掺杂含量为5.7atom％。
图6为本发明实施例1制备得到的硫掺杂二维碳材料的吸附和解吸附曲线以及孔径曲线。可以看出材料具有明显的微孔和介孔，是一种分级孔结构。
图7为本发明实施例1制备得到的硫掺杂二维碳材料的电化学循环性能图。表明最终产物在1A g-1的电流密度下，循环600圈之后可逆比容量高达252.0mAh g-1，库伦效率接近100％。
图8为本发明实施例1制备得到的硫掺杂二维碳材料的倍率性能。在0.1，0.2，0.5，1，2，5，8和10A g-1的电流密度下，可逆比容量分别为361.8，333.6，298.7，268.0，235.7，184.8，153.4，125.0mAh g-1，且当电流恢复到0.2和0.1A g-1时，可逆比容量可分别恢复到331.3和349.6mAh g-1，表明该材料的倍率性能优异。
本实施例制备得到的材料为二维材料，其中硫掺杂量为5.7atom％，比表面积为804.6m2g-1，孔结构:微孔体积：0.303m3g-1，介孔体积:0.302m3g-1。
实施例2
(1)碱式碳酸镁和偏铝酸钠加入水混合(Mg和Al的摩尔比为2:1)，搅拌12h之后反复用去离子水清洗，放入烘箱60℃干燥后得到水滑石模板。
(2)配制50mg/mL的对苯乙烯磺酸钠溶液置于三颈瓶中，并不断通入N2，搅拌12h备用。
(3)将水滑石模板在Ar气氛中加热到475℃，保温3h，待冷却到室温后迅速导入(2)步骤中的三颈瓶中。80℃下搅拌12h之后，用去离子水清洗，放入烘箱干燥。
(4)将(3)得到的产物分散于装有200mL 0.1mol/L的K2S2O8水溶液中，80℃水浴加热，，搅拌1h之后，用去离子水冲洗，放入烘箱干燥。
(5)将(4)产物置于氧化铝坩埚中，在Ar气氛中以5℃/min的升温速率加热到600℃，保温3h，待冷却至室温，将产物取出，放入装有1mol/L的盐酸的烧杯，搅拌48h后抽滤，然后将产物放入稀释的HF水溶液中搅拌24h，除去残留的氧化物。再用去离子水洗净，放入60℃烘箱中干燥。
将(5)产物在置于氧化铝坩埚中，放入管式炉，进行第二次碳化退火处理，在Ar气氛中以5℃/min的升温速率加热到600℃，保温2h，待冷却到室温之后，取出，按一定比例涂膜封电池。
本实施例制备得到的材料为二维材料，其中硫掺杂量为6.90atom％比表面积为930.6m2g-1，孔结构：微孔体积：0.351m3g-1，介孔体积：0.321m3g-1。
实施例3
(1)碱式碳酸镁和偏铝酸钠加入水混合(Mg和Al的摩尔比为2:1)，搅拌12h之后用去离子水清洗，放入烘箱60℃干燥后得到水滑石模板。
(2)配制50mg/mL的对苯乙烯磺酸钠溶液置于三颈瓶中，并不断通入N2，搅拌12h备用。
(3)将水滑石模板在Ar气氛中加热到475℃，保温3h，待冷却到室温后迅速导入(2)步骤中的三颈瓶中。80℃下搅拌12h之后，用去离子水清洗，放入烘箱干燥。
(4)将(3)得到的产物分散于装有200mL 0.1mol/L的K2S2O8水溶液中，80℃水浴加热，搅拌1h之后，用去离子水冲洗，放入烘箱干燥。
(5)将(4)产物置于氧化铝坩埚中，在Ar气氛中以5℃/min的升温速率加热到600℃，保温3h，待冷却至室温，将产物取出，放入装有1mol/L的盐酸的烧杯，搅拌48h后抽滤，然后将产物放入稀释的HF水溶液中搅拌24h，除去残留的氧化物。再用去离子水洗净，放入60℃烘箱中干燥。
将(5)产物在置于氧化铝坩埚中，放入管式炉，进行第二次碳化退火处理，在Ar气氛中以5℃/min的升温速率加热到800℃，保温2h，待冷却到室温之后，取出，按一定比例涂膜封电池。
本实施例制备得到的材料为二维材料，其中硫掺杂量为4.77atom％比表面积为679.0m2g-1，孔结构:微孔体积：0.238m3g-1,介孔体积:0.310m3g-1。
实施例4
(1)碱式碳酸镁和偏铝酸钠加入水混合(Mg和Al的摩尔比为2:1)，搅拌12h之后反复用去离子水清洗，放入烘箱60℃干燥后得到水滑石模板。
(2)配制50mg/mL的对苯乙烯磺酸钠溶液置于三颈瓶中，并不断通入N2，搅拌12h备用。
(3)将水滑石模板在Ar气氛中加热到475℃，保温3h，待冷却到室温后迅速导入(2)步骤中的三颈瓶中。80℃下搅拌12h之后，用去离子水清洗，放入烘箱干燥。
(4)将(3)得到的产物分散于装有200mL 0.5mol/L的K2S2O8水溶液中，80℃水浴加热，搅拌1h之后，用去离子水冲洗，放入烘箱干燥。
(5)将(4)产物置于氧化铝坩埚中，在Ar气氛中以5℃/min的升温速率加热到600℃，保温3h，待冷却至室温，将产物取出，放入装有1mol/L的盐酸的烧杯，搅拌48h后抽滤，然后将产物放入稀释的HF水溶液中搅拌24h，除去残留的氧化物。再用去离子水洗净，放入60℃烘箱中干燥。
将(5)产物在置于氧化铝坩埚中，放入管式炉，进行第二次碳化退火处理，在Ar气氛中以5℃/min的升温速率加热到700℃，保温2h，待冷却到室温之后，取出，按一定比例涂膜封电池。
对比例1
(1)碱式碳酸镁和偏铝酸钠加入水混合(Mg和Al的摩尔比为2:1)，搅拌12h之后用去离子水清洗，放入烘箱60℃干燥后得到水滑石模板。
(2)配制50mg/mL的对苯乙烯磺酸钠溶液置于三颈瓶中，并不断通入N2，搅拌12h备用。
(3)将水滑石模板在Ar气氛中加热到475℃，保温3h，待随炉冷却到室温后迅速导入(2)步骤中的三颈瓶中。80℃下搅拌12h之后，用去离子水清洗，抽滤，固体放入烘箱干燥。
(4)将(3)得到的产物分散于装有200mL 0.1mol/L的K2S2O8水溶液中，80℃水浴加热，搅拌1h之后，用去离子水冲洗，放入烘箱干燥。
(5)将(4)产物置于氧化铝坩埚中，在Ar气氛中以5℃/min的升温速率加热到600℃，保温3h，待冷却至室温，将产物取出，放入装有1mol/L的盐酸的烧杯，搅拌48h后抽滤，然后将产物放入稀释的HF水溶液中搅拌24h，除去残留的氧化物。再用去离子水洗净，放入60℃烘箱中干燥。按一定比例涂膜封电池。
该实例材料制备过程中，只进行一次退火，在除去模板干燥之后，按一定比例涂膜封电池，得到的产物倍率性能如图9所示，图9表明该发明如果只进行一次退火，得到的产物在不同的电流密度下的都具有极低的容量，随着电流密度的增大，其容量更是接近为零。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种硫掺杂二维碳材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)以水滑石为模板，将水滑石进行热处理，以除去所述水滑石层间的氢氧根和碳酸根，得到热处理后的水滑石；所述水滑石为具有记忆效应的水滑石；
(2)将热处理后的水滑石冷却后与前驱体溶液混合，充分搅拌，使所述前驱体以阴离子形式***所述水滑石层间；过滤，将滤渣水洗后干燥，得到前驱体插层的水滑石；
(3)使所述前驱体插层的水滑石在氧化剂的作用下，发生前驱体的氧化聚合反应，得到前驱体聚合物插层的水滑石；
(4)将所述前驱体聚合物插层的水滑石在惰性气体保护气氛中预碳化，使所述前驱体聚合物在所述水滑石的层间结构中发生预碳化，然后通过酸洗的方法脱除所述水滑石模板，得到预碳化产物；
(5)将所述预碳化产物在惰性气体保护气氛中进行第二次碳化，得到硫掺杂二维碳材料。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述水滑石为Mg-Al系水滑石或Zn-Al系水滑石。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述热处理具体为：热处理温度为400℃～600℃，保温1h～4h。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述前驱体溶液为不饱和有机磺酸盐溶液，所述不饱和有机磺酸盐优选为苯乙烯磺酸钠。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述氧化剂优选为过硫酸盐；步骤(3)所述氧化剂为浓度为0.1mol/L～0.5mol/L的过硫酸钾溶液，所述氧化聚合时间为0.5h～4h。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述预碳化温度为600℃～800℃，升温速率为1℃/min～10℃/min，保温时间为1h～6h。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述第二次碳化温度为600℃～800℃，升温速率为1℃/min～10℃/min，保温时间为1h～6h。
8.一种硫掺杂二维碳材料，其特征在于，按照如权利要求1至7任意一项所述的制备方法制备得到。
9.如权利要求8所述的硫掺杂二维碳材料，其特征在于，硫掺杂量为4.77％～6.90％，比表面积为679m2g-1～930.6m2g-1，具有分级孔结构。
10.如权利要求8或9所述的硫掺杂二维碳材料的应用，其特征在于，用于制备钠离子电池负极材料。
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