一种基于纳米纤维素晶须MoS2/石墨烯复合对电极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种基于纳米纤维素晶须MoS2/石墨烯复合对电极材料的制备方法，具体步骤为将棉、木浆粕和竹浆粕中的一种通过硫酸处理获得纳米纤维素晶须和硫脲、钼酸钠混合，置于水热反应釜中水热反应得到MoS2纳米棒，随后将之与氧化石墨烯复合并在氮气氛围中高温炭化得到MoS2纳米棒/石墨烯复合材料，并直接应用于染料敏化太阳能电池的对电极。本发明专利技术基于纳米纤维素晶须MoS2纳米棒/石墨烯制备的染料敏化太阳能电池对电极材料，具有中空纳米棒状结构和极大的比表面积，有利于电解液的渗透和电子的传输，并为电解对的氧化还原反应提供了更多的催化活性位点，方法制作工艺简单，成本低廉，对环境友好，具有很大的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于纳米纤维素晶须MoS2/石墨烯复合对电极材料及其制备方法和应用
本专利技术属于太阳能电池领域，具体涉及一种基于纳米纤维素晶须MoS2和石墨烯电极材料及其制备方法和应用。
技术介绍
随着化石能源的濒临枯竭，能源问题和环境问题成为全球经济发展的瓶颈。一些可再生能源如太阳能、风能、地热能、海洋能等被大多数国家认为是化石能源最理想的替代品。而太阳能以其易获取、安全、无污染等优势必将成为新世纪最有希望大规模应用的清洁能源之一。迄今为止，太阳能电池主要分为以下几种：硅基太阳能电池，聚合物多层修饰电极型太阳能电池，多元化合物半导体薄膜太阳能电池和染料敏化纳米晶太阳能电池。而目前在投入实际生产的太阳能电池中，硅基太阳能电池是发展比较成熟的一种，但是硅基太阳能电池的居高不下的成本严重限制了其大规模应用。因此，人们开始把注意力转向制造工艺，探索新材料及电池薄膜化等方面。其中，成本较低的染料敏化太阳能电池（DSSCs）上受到国内外科学家的普遍关注。染料敏化太阳能电池的主要结构包括光阳极、染料分子、电解质、对电极等部分。对电极是染料敏化太阳能电池的关键组成部分之一。染料敏化太阳能电池的工作过程是一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于纳米纤维素晶须MoS2/石墨烯复合对电极材料，其特征在于它是以纤维素晶须为模板制备的MoS2纳米棒与氧化石墨烯复合并在氮气氛围中高温炭化形成的复合对电极材料，所述复合对电极材料具有中空结构，孔隙率为0.10～0.80 cm

【技术特征摘要】
1.一种基于纳米纤维素晶须MoS2/石墨烯复合对电极材料，其特征在于它是以纤维素晶须为模板制备的MoS2纳米棒与氧化石墨烯复合并在氮气氛围中高温炭化形成的复合对电极材料，所述复合对电极材料具有中空结构，孔隙率为0.10～0.80cm3/g，所述复合对电极材料由MoS2纳米棒、石墨烯和无定型碳组成，其中MoS2纳米棒、石墨烯和无定型碳的质量比为1：0.001～0.06：0.2～0.6。2.根据权利要求1所述的基于纳米纤维素晶须MoS2/石墨烯复合对电极材料，其特征在于：所述MoS2纳米棒的直径为10～100nm，MoS2的晶格类型呈六方晶型，MoS2纳米棒的平均孔径为10～38nm。3.根据权利要求1或2所述的基于纳米纤维素晶须MoS2/石墨烯复合对电极材料的制备方法，其特征在于步骤如下：（1）将棉、木浆粕或竹浆粕中的一种溶解到硫酸溶液中得到纳米纤维素晶须初溶液；（2）将步骤（1）中得到的纳米纤维素晶须初溶液经离心洗涤至中性，加入蒸馏水得到质量分数为0.15%~0.25%的晶须悬浊液，向晶须悬浊液中加入硫脲，超声搅拌2～8h，然后加入钼酸钠继续搅拌均匀得到混合溶液；（3）将步骤（2）中所得混合溶液放入反应釜中，并置于烘箱中在210～220℃条件下反应12～24h，随后将反应产物依次利用乙醇、蒸馏水反复离心洗涤，置于真空烘箱中在60℃的条件下干燥6～10h，得到MoS2/晶须复合物；（4）将步骤（3）中所得MoS2/晶须复合物加入到质量分数为0.5～0.8%的壳聚糖溶液中，超声搅拌5～20min，随后将溶液离心洗涤至中性，得到吸附有壳聚糖的MoS2/晶须复合物；（5）将步骤（4）中所得的吸附有壳聚糖的MoS2/晶须复合物加入到质量浓度为0.02%～0.06%氧化石墨烯溶液中，超声搅拌4～8h，获得MoS2-晶须/氧化石墨烯复合物；（6）将步骤（5）中所得MoS2-晶须/...

【专利技术属性】
技术研发人员：何建新，王利丹，邵伟力，楚艳艳，赵树元，孙显强，卢凯，佑晓露，南楠，胡宝继，周玉嫚，齐琨，崔世忠，
申请(专利权)人：中原工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41