The invention relates to a nitrogen doped carbon nano fiber / MoS2 Composite, with PMMA nano fiber as a template in situ polymerization on the surface of the PPy nanofibers, and in situ growth of MoS2, has a hollow tubular structure, MoS2 layers evenly distributed on the surface of nitrogen doped carbon nano fiber, nitrogen doped carbon nanofibers with uniform size of the system; the preparation method comprises the synthesis of PMMA dope, synthesis of PMMA nano fiber membrane, synthesis of Polypyrrole / PMMA nano fiber membrane, synthesis of nitrogen doped carbon nano fiber / MoS2 nano fiber membrane, synthesis of nitrogen doped carbon nano fiber / MoS2 Composite materials. The method of the invention is simple, easy to operate and environmental protection. The prepared nitrogen doped carbon nanofibers / molybdenum disulfide composite materials have high surface area, high cycle stability, high conductivity, high rate performance and high specific capacity, and are used as anode materials for lithium ion batteries.
【技术实现步骤摘要】
一种氮掺杂碳纳米纤维/二硫化钼复合材料及其制备方法和应用
本专利技术属于储能材料领域,特别涉及一种氮掺杂碳纳米纤维/二硫化钼复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
伴随着经济全球化的进程和能源需求的不断高涨,新型储能装置的设计和开发已经成为能源领域的关注热点。锂离子电池是目前综合性能最好的电池体系,具有高比能量、高循环寿命、体积小、质量轻、无记忆效应、无污染等特点,并迅速发展成为新一代储能电源,广泛用于信息技术、电动车、混合动力车、航空航天等领域。锂离子电池由正极、负极、电解质和隔膜四个部分组成。负极材料作为锂离子电池中的关键组分,目前商业化产品中使用较多的是石墨。然而,石墨的理论容量值仅为370mAh/g,极大程度上限制了锂离子电池能量密度的提高。二硫化钼作为一种层状类石墨过渡金属硫化物,理论容量达到670mAh/g,因此是一种极具应用前景的新型锂离子电池电极材料。二硫化钼具有片层状类石墨烯结构,一个钼原子与周围六个硫原子通过共价键相连,硫原子层之间夹一层钼原子层形成类似“三明治”状夹心结构,这种夹心结构通过范德华力堆叠为层状结构,层内健作用强,而层间相对较弱,这一特征使其具有广泛的用途,可以作为电化学储裡的嵌入式电极材料。然而,硫化钼的导电性差、嵌锂脱锂过程中结构易坍塌,大大降低了其循环性能和倍率性能。碳材料具有良好的导电性,将其与硫化钼复合有望发挥两者的协同效应,提高其作为锂离子电池负极材料时的性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种氮掺杂碳纳米纤维/二硫化钼复合材料及其制备方法和应用,该方法简单,易于操作,环保,制备得到的氮掺杂碳纳 ...
【技术保护点】
一种氮掺杂碳纳米纤维/二硫化钼复合材料,其特征在于,以聚甲基丙烯酸甲酯纳米纤维为模板,将聚吡咯原位聚合在纳米纤维表面,再原位生长二硫化钼,具有中空管状结构,二硫化钼片层均匀分布于氮掺杂碳纳米纤维表面,氮掺杂碳纳米纤维尺寸均匀。
【技术特征摘要】
1.一种氮掺杂碳纳米纤维/二硫化钼复合材料,其特征在于,以聚甲基丙烯酸甲酯纳米纤维为模板,将聚吡咯原位聚合在纳米纤维表面,再原位生长二硫化钼,具有中空管状结构,二硫化钼片层均匀分布于氮掺杂碳纳米纤维表面,氮掺杂碳纳米纤维尺寸均匀。2.一种氮掺杂碳纳米纤维/二硫化钼复合材料的制备方法,具体步骤如下:(1)将聚甲基丙烯酸甲酯溶于溶剂中,搅拌,得到聚甲基丙烯酸甲酯纺丝原液,静电纺丝,得到聚甲基丙烯酸甲酯纳米纤维膜,其中聚甲基丙烯酸甲酯纺丝原液浓度为0.05-0.15g/ml;(2)将吡咯与溶剂混合形成吡咯溶液,将引发剂与溶剂混合形成引发剂溶液,将步骤(1)中的聚甲基丙烯酸甲酯纳米纤维膜放入吡咯溶液中浸泡,加入引发剂溶液反应,得到聚吡咯/聚甲基丙烯酸甲酯纳米纤维膜,其中吡咯溶液的浓度为0.01-0.03mol/L,引发剂溶液的浓度为0.01-0.03mol/L,聚甲基丙烯酸甲酯纳米纤维膜、吡咯与引发剂的质量比为1:1:2-1:5:15;(3)将四硫代钼酸铵溶于溶剂中形成溶液,将步骤(2)中的聚吡咯/聚甲基丙烯酸甲酯纳米纤维膜浸入溶液中,置于水热釜中反应,得到氮掺杂碳纳米纤维/二硫化钼纳米纤维膜,置于管式炉中,在氮气环境下煅烧,得到氮掺杂碳纳米纤维/二硫化钼复合材料,其中四硫代钼酸铵溶液的浓度为1-3mg/mL,四硫代钼酸铵与聚吡咯/聚甲基丙烯酸甲酯纳米纤维膜的质量比为1:1-4:1。3.按照权利要求2所述的一种氮掺杂碳纳米纤维/二硫化钼复...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘天西,伏璀玫,缪月娥,周宇,李斐,
申请(专利权)人:东华大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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