[發(fā)明專利]一種用于超級電容器的形貌可控的鈷鉬硫化物/石墨烯復(fù)合材料及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811292190.3 | 申請日： | 2018-11-01 |
| 公開（公告）號： | CN109637834A | 公開（公告）日： | 2019-04-16 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 軒海成;楊井;韓培德 | 申請（專利權(quán)）人： | 太原理工大學(xué) |
| 主分類號： | H01G11/30 | 分類號： | H01G11/30;H01G11/36;H01G11/24;H01G11/86 |
| 代理公司： | 太原晉科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110 | 代理人： | 任林芳 |
| 地址： | 030024 *** | 國省代碼： | 山西;14 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 制備 石墨烯復(fù)合材料 硫化物 超級電容器 鈷鉬 電極材料 形貌可控 復(fù)合材料 超級電容器電極 還原氧化石墨烯 循環(huán)穩(wěn)定性 倍率性能 儲能材料 單一材料 化學(xué)通式 水熱硫化 比電容 集流體 泡沫鎳 熱反應(yīng) 放入 配置 應(yīng)用 | ||
一種用于超級電容器的形貌可控的鈷鉬硫化物/石墨烯復(fù)合材料及其制備方法，屬于儲能材料技術(shù)領(lǐng)域，可解決現(xiàn)有單一材料作為電極材料應(yīng)用到超級電容器中的問題，復(fù)合材料的化學(xué)通式為CoMoS?x@RGO/NF，將包裹還原氧化石墨烯的泡沫鎳作為集流體放入配置好的Na2MoO4·2H2O和Co(NO3)2·6H2O溶液中水熱反應(yīng)得到復(fù)合材料CoMoO4@rGO/NF，將其進行水熱硫化得到鈷鉬硫化物/石墨烯復(fù)合材料。本發(fā)明的制備方法簡單，易于控制，成本低廉，所制備的電極材料具有較高的比電容，良好的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性，在制成器件時，顯示出了高的功率密度和能量密度，可作為優(yōu)良的超級電容器電極材料。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于儲能材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于超級電容器的形貌可控的鈷鉬硫化物/石墨烯復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)
能源和環(huán)境問題，是目前人類社會面臨的兩大突出問題，不斷惡化的環(huán)境和化石燃料的過度開采促使科學(xué)家們開發(fā)能源轉(zhuǎn)換裝置，以高效地利用新的、清潔的、可再生的和可持續(xù)的能源資源。傳統(tǒng)的鉛蓄電池有能量密度低、使用壽命短、生產(chǎn)時可能有鉛污染環(huán)境等不可避免的問題；二次鋰離子電池也有其固有的局限性，雖然其具有理想的能量密度，但不能提供高的功率密度；而傳統(tǒng)電容器有理想可應(yīng)用的高功率密度，但能量密度很小。
超級電容器（又稱電化學(xué)電容器）作為一種新型儲能裝置，由于其功率密度高，充放電速率快，對環(huán)境無污染及良好的循環(huán)穩(wěn)定性等許多優(yōu)點，在新能源系統(tǒng)中占有重要地位。超級電容器的性能主要取決于電極材料。目前研究的超級電容器電極材料主要包括：雙電層碳基材料和贗電容材料（過渡金屬化合物和導(dǎo)電聚合物）。碳材料由于其較好的穩(wěn)定性而被廣泛的作為超級電容器材料，然而較低的比能量成為限制碳材料發(fā)展的關(guān)鍵影響。過渡金屬硫化物因其理論比電容高，而被普遍應(yīng)用于超級電容器贗電容材料的研究中。然而由于一般情況下金屬硫化物電極材料的結(jié)構(gòu)是晶體，不利于電解液離子的擴散、滲透，使得電極材料不能有效的和電解液離子進行接觸，這就導(dǎo)致了金屬硫化物電極材料的導(dǎo)電性比較差，因而材料的電化學(xué)性能特別是倍率性能和循環(huán)性能并不是特別的理想。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有單一材料作為電極材料應(yīng)用到超級電容器中的問題，提供一種用于超級電容器的形貌可控的鈷鉬硫化物/石墨烯復(fù)合材料及其制備方法。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種用于超級電容器的形貌可控的鈷鉬硫化物/石墨烯復(fù)合材料，化學(xué)通式為CoMoS-x@RGO/NF，其中x表示硫化反應(yīng)時間，其取值為1-7。
一種用于超級電容器的形貌可控的鈷鉬硫化物/石墨烯復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：
第一步，化學(xué)沉積法在泡沫鎳基底上生長還原氧化石墨烯：按照氧化石墨烯和水的質(zhì)量體積比為1mg:2mL的比例，將氧化石墨烯加入去離子水中，超聲分散得到棕色的分散液，按照氧化石墨烯和還原劑的質(zhì)量比為1:5的比例，向分散液中加入還原劑，攪拌均勻后，得到混合溶液A，將用丙酮、鹽酸、無水乙醇清洗的泡沫鎳基底浸沒到混合溶液A中，90℃條件下，水熱浴還原6h后，取出泡沫鎳基底，沖洗殘留物，置于烘箱中，70℃條件下，干燥12h，得到生長有還原氧化石墨烯的泡沫鎳基底，記為rGO/NF；
第二步，使用水熱法在生長有還原氧化石墨烯的泡沫鎳基底上生長鉬鈷氧化物：將Na2MoO4·2H2O和Co(NO3)2·6H2O按照摩爾比為1:1的比例，溶解于去離子水中，攪拌均勻后，得到混合溶液B，將混合溶液B轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，反應(yīng)釜的填充度為60%，將rGO/NF放入反應(yīng)釜，在160℃條件下保持5h后，取出清洗，得到復(fù)合材料CoMoO4@rGO/NF；
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