[發明專利]一種摻氮碳微球負載MoS2復合物、制備方法及應用

有效

• 申請號: 201610025578.1
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN105489387B
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 朱光;孫恒超;張莉
• 申請（專利權）人: 宿州學院
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20;H01G9/042
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 王林

本發明公開了一種摻氮碳微球負載MoS₂復合物、制備方法及應用，基于微波法制備摻氮碳微球，將制備的摻氮碳微球超聲分散至磷鉬酸溶液中；加入硫代乙酰胺并攪拌至均勻；取上述溶液至微波反應器中進行反應；將反應后得到的產物離心、洗滌后，真空干燥，N₂/H₂氣氛下700～900℃熱處理，得到摻氮碳微球負載MoS₂；將合成的摻氮碳微球負載MoS₂、聚偏二氟乙烯和炭黑在N?甲基吡咯烷酮溶劑中混合研磨成溶液。本發明將摻氮碳微球制成薄膜并作為對電極應用于染料敏化太陽能電池中，優化碳微球的氨氣熱處理溫度。將NCS900與MoS₂復合物制備成對電極應用于染料敏化太陽能電池。

技術領域

本發明涉及一種摻氮碳微球制備方法，尤其涉及的是一種摻氮碳微球負載MoS₂復合物、制備方法及應用。

背景技術

氮摻雜的碳材料由于其良好的電化學性能被大量引入染料敏化太陽能電池之中，氮摻雜碳材料能夠改善對電極性能，主要有兩個原因：一是氮摻雜會在碳材料中引入大量的缺陷，這些缺陷可以為氧化還原對的還原反應提供更多的活性位點，從而改善化學活性，提高其催化性能；另外，氮原子的摻雜能夠改變碳材料電子結構，減少內部電阻，可以有效率提高碳材料的導電能力。最近，多種氮摻雜碳材料，如碳纖維、碳納米管和石墨烯等被報道應用于染料敏化太陽能電池對電極中，而且電化學性能均得到了改善。M.Y.Yen,C.K.Hsieh,C.C. Teng,et al.Metal-free,nitrogen-doped graphene used as a novelcatalyst for dye-sensitized solar cell counter electrodes[J].RSC Adv.,2012,2(7):2725-2728。 Yen等合成了氮摻雜的石墨烯對電極，電池效率達到4.75％。S.F.Wang,K.K.Rao,T.C.Yang, et al.Investigation of nitrogen doped diamond like carbonfilms as counter electrodes in dye sensitized solar cells[J].J.Alloys Compd.,2011,509(5):1969-1974。Wang 等采用氮摻雜鉆石型碳材料薄膜作為電池的對電極使用，獲得了3.35％的電池效率。S.Hou, X.Cai,H.Wu,et al.Nitrogen-doped graphene fordye-sensitized solar cells and the role of nitrogen states in triiodidereduction[J].Energy Environ.Sci.,2013,6(11): 3356-3362。Hou等將氮元素摻雜進石墨烯后，提高了其電催化能力和導電能力，電池效率從 4.0％提升至5.4％。

但是具有多種優勢的摻氮碳微球材料暫時還鮮有將其復合MoS₂并應用于染料敏化太陽能電池的報道。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種摻氮碳微球負載MoS₂復合物、制備方法及應用，能夠將其用于染料敏化太陽能電池，提高電池光電轉換效率。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括以下步驟：

(1)微波法制備碳微球

(11)將蔗糖和濃硫酸溶于乙二醇與水的混合溶劑并攪拌均勻；

(12)取混合溶液放入微波管中，在微波反應器中反應；

(13)將反應所得產物離心洗滌，干燥；

(14)將干燥所得產物研磨成粉末后放于氨氣氣氛管式爐中煅燒，在500～900℃下處理得到摻氮碳微球；

(2)制備摻氮碳微球負載MoS₂