[發(fā)明專利]二硫化鎢/氧化石墨烯復(fù)合材料、其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710103281.7
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN108428565B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王元斐;秦祿昌;田天;陳友虎;李云朋
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號: H01G11/86
• 分類號: H01G11/86;H01G11/36;H01G11/30;H01G11/24
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

本發(fā)明公開了一種二硫化鎢/氧化石墨烯復(fù)合材料，包括二硫化鎢納米片和氧化石墨烯，并且所述二硫化鎢納米片穿插于氧化石墨烯的片層之間。優(yōu)選的，所述二硫化鎢納米片與氧化石墨烯互相穿插復(fù)合。本發(fā)明還公開了制備所述二硫化鎢/氧化石墨烯復(fù)合材料的方法以及所述二硫化鎢/氧化石墨烯復(fù)合材料的用途，例如在制備電極材料、超級電容器中的用途。本發(fā)明利用二硫化鎢納米片與氧化石墨烯這兩種二維材料層間不同的范德瓦耳斯力，使之相互插層，從而降低各自的團(tuán)聚效應(yīng)，進(jìn)而能夠增加其分散性，使其能夠作為制備超級電容器或電池等器件，特別是此類器件的電極的優(yōu)良材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明具體涉及一種二硫化鎢/氧化石墨烯復(fù)合材料、其制備方法發(fā)明與應(yīng)用，屬于材料科學(xué)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

石墨烯與二硫化鎢均屬于蜂窩狀六元環(huán)結(jié)構(gòu)的二維材料，其層間為范德瓦耳斯力結(jié)合，天然狀態(tài)下二者都傾向于多層團(tuán)聚在一起，形成較厚的片狀晶體。經(jīng)過Hummer’s法氧化的石墨烯(r-GO)，其層間被各種官能團(tuán)撐開，從而將較厚的片狀剝離為較薄的單層/少層氧化石墨烯，得到較大的比表面積，從而能夠被應(yīng)用于超級電容器的電極材料。

但是，在制作電極材料前，氧化石墨烯還需經(jīng)過還原的步驟，除去層間官能團(tuán)。在此步驟中已經(jīng)被剝離開的原子層往往會再次團(tuán)聚在一起，失去其比表面積的優(yōu)勢，進(jìn)而使制備出的電極材料的性能無法得到較大的提升。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種二硫化鎢/氧化石墨烯復(fù)合材料、其制備方法與應(yīng)用，從而克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

為實現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括：

本發(fā)明實施例提供了一種二硫化鎢/氧化石墨烯復(fù)合材料，其包括二硫化鎢納米片和氧化石墨烯，并且所述二硫化鎢納米片穿插于氧化石墨烯的片層之間。

進(jìn)一步的，所述二硫化鎢納米片與氧化石墨烯互相穿插復(fù)合。

進(jìn)一步的，所述二硫化鎢和氧化石墨烯均為無定形狀態(tài)，衍射圖無明銳衍射斑。

本發(fā)明實施例還提供了一種二硫化鎢/氧化石墨烯復(fù)合材料的制備方法，其包括：

采用Hummer’s法制備氧化石墨烯；

在溫度為0℃的條件下，將二硫化鎢粉體和硝酸鈉的均勻混合物與濃硫酸混合反應(yīng)，之后加入高錳酸鉀繼續(xù)反應(yīng)，獲得第一反應(yīng)混合物，

其后，在室溫下依次向第一反應(yīng)混合物中加入去離子水、過氧化氫繼續(xù)反應(yīng)，形成第二反應(yīng)混合物；

從第二反應(yīng)混合物中分離獲得二硫化鎢納米片的均勻分散液；

將所述二硫化鎢納米片與所述氧化石墨烯在水相體系中混合，形成所述二硫化鎢/氧化石墨烯復(fù)合材料。

本發(fā)明實施例還提供了由前述任一種方法制備的二硫化鎢/氧化石墨烯復(fù)合材料，所述二硫化鎢/氧化石墨烯復(fù)合材料包括互相穿插復(fù)合的二硫化鎢納米片與氧化石墨烯。

本發(fā)明實施例還提供了所述二硫化鎢/氧化石墨烯復(fù)合材料的用途，例如在制備電極材料、超級電容器、蓄電池等中的用途。

較之現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過將二硫化鎢納米片與氧化石墨烯材料復(fù)合，使兩種二維材料之間形成互相插層的結(jié)構(gòu)，有利于避免進(jìn)一步還原反應(yīng)中石墨烯原子層間的團(tuán)聚，提高其分散度和比表面積，從而可大幅改善其作為超級電容器電極的電化學(xué)性能，進(jìn)而還有利于提高超級電容器的比電容等方面的性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1中一種二硫化鎢/氧化石墨烯復(fù)合材料的透射電子顯微鏡照片。

圖2是本發(fā)明實施例1中一種二硫化鎢/氧化石墨烯復(fù)合材料的透射電子顯微鏡照片。