[發(fā)明專利]一種硫化鈷鋅納米材料及其制備方法和應(yīng)用有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910942521.1 | 申請日： | 2019-09-30 |
| 公開（公告）號： | CN110563049B | 公開（公告）日： | 2021-11-02 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 趙樸素;孫小軍;徐樂;朱鳳霞;殷竟洲;陳鑫維 | 申請（專利權(quán)）人： | 淮陰師范學(xué)院 |
| 主分類號： | C01G51/00 | 分類號： | C01G51/00;B82Y30/00;B82Y40/00;H01G11/24;H01G11/30;H01G11/86;H01M4/04;H01M4/1397;H01M4/58;H01M10/052 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 硫化 納米 材料 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明提供了一種硫化鈷鋅納米材料及其制備方法和應(yīng)用，屬于納米復(fù)合材料制備領(lǐng)域。本發(fā)明提供的硫化鈷鋅納米材料為珠簾狀，所述硫化鈷鋅納米材料的長度為15～18μm，寬度為2.5～3.1μm，所述硫化鈷鋅納米材料中珠狀的球形顆粒的直徑為360～400nm。本發(fā)明提供的硫化鈷鋅納米材料具有規(guī)整有序的珠簾狀形貌，具有比表面大的特點，暴露出大量活性位點，提高材料的電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性能。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于納米復(fù)合材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種硫化鈷鋅納米材料及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)
超級電容器作為儲能技術(shù)衍生產(chǎn)品的代表之一，因具有快速充放電，大功率密度和長壽命等優(yōu)點，已被廣泛研究。
電極是構(gòu)建高效器件的關(guān)鍵部件，而電極材料的成分和微觀結(jié)構(gòu)對儲能器件的性能有顯著影響。目前，各種類型電極材料被廣泛報道，其中包括過渡金屬氧化物和金屬硫化物。與金屬氧化物相比，金屬硫化物具有更高的導(dǎo)電性和優(yōu)異的倍率性能。與單金屬硫化物相比，雙金屬硫化物具有更豐富的氧化還原位點和更高的電子傳導(dǎo)性，這些電化學(xué)優(yōu)點主要得益于材料成分的完美組合。另外，材料的形貌和微觀結(jié)構(gòu)成為提升儲能器件性能的關(guān)鍵因素。各種形貌的金屬硫化物電極材料，如線狀、片狀、球狀、花狀等微觀結(jié)構(gòu)。
專利CN108597898A提供了一種硫化鈷鋅納米材料的制備方法，該方法采用鋅鹽、鈷鹽與有機(jī)配體反應(yīng)形成金屬有機(jī)框架材料作為納米前驅(qū)體，然后將該前驅(qū)體與含硫物質(zhì)發(fā)生硫化反應(yīng)，形成中空的硫化鈷鋅納米材料，該方法制備得到的硫化鈷鋅納米材料具有中空納米片陣列結(jié)構(gòu)，然而該硫化鈷鋅納米材料表面活性位點少，電化學(xué)性能和電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性欠佳。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，本發(fā)明提供了一種硫化鈷鋅納米材料及其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明提供的硫化鈷鋅納米材料具有珠簾狀結(jié)構(gòu)，材料表面活性位點多，電化學(xué)性能和電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性能優(yōu)異。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供了一種硫化鈷鋅納米材料，所述硫化鈷鋅納米材料為珠簾狀，所述硫化鈷鋅納米材料的長度為15～18μm，寬度為2.5～3.1μm，所述硫化鈷鋅納米材料中珠狀的球形顆粒的直徑為360～400nm。
本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述硫化鈷鋅納米材料的制備方法，包括以下步驟：
將可溶性鋅鹽、可溶性鈷鹽、pH助劑、水和三維泡沫鎳混合進(jìn)行第一水熱反應(yīng)，得到鋅鈷氧前驅(qū)體；
將所述鋅鈷氧前驅(qū)體與硫化劑混合進(jìn)行第二水熱反應(yīng)，得到硫化鈷鋅納米材料。
優(yōu)選地，所述pH助劑為氟化銨和六亞甲基四胺的混合物。
優(yōu)選地，所述氟化銨和六亞甲基四胺的摩爾比為1:2。
優(yōu)選地，所述硫化劑以硫化劑溶液的形式加入，所述硫化劑溶液的摩爾濃度為10～60mmol/L。
優(yōu)選地，所述第一水熱反應(yīng)的溫度為140～200℃，時間為8～14h。
優(yōu)選地，所述第二水熱反應(yīng)的溫度為140℃，時間為6～12h。
優(yōu)選地，所述可溶性鋅鹽與水的摩爾體積比為5～30mmol：1L。
優(yōu)選地，所述可溶性鋅鹽和可溶性鈷鹽的摩爾比為1：2。
本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述的硫化鈷鋅納米材料或上述技術(shù)方案所述制備方法制得的硫化鈷鋅納米材料在鋰電池、超級電容器電極材料和電催化新能源領(lǐng)域中的應(yīng)用。
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