The invention discloses a nitrogen-doped hollow carbon sphere/nickel sulfide/graphene ternary active multilayer/multicomponent structure composite material, which is a multilayer multicomponent hollow structure material formed by reducing graphene oxide and anchored on hollow nitrogen-doped nanospheres with uniformly distributed porous nickel sulfide nanosheets on the surface. Under the same conditions, the photoelectric conversion efficiency of the dye-sensitized solar cells assembled with NHCS/NiS/RGO is as high as 9.32%, higher than 8.78% of NHCS/NiS, 5.05% of NHCS and 8.06% of PT respectively. Moreover, the material also has excellent catalytic performance, which can effectively promote the redox reaction of iodine ion pairs at the interface between electrolyte and composite materials. In addition, the material is prepared by solvothermal method. The preparation process is simple, the cost is low and the environment is not polluted.
【技术实现步骤摘要】
一种氮掺杂的空心碳球/硫化镍/石墨烯三元活性多层/多元结构复合材料及其制备方法
本专利技术涉及染料敏化太阳能电池领域并涉及其对电极材料，具体涉及一种氮掺杂的空心碳球/硫化镍/石墨烯三元活性多层/多元结构复合材料及其制备方法。
技术介绍
人类社会的发展进程与能源开发和利用率紧密相关。随着经济的快速发展，不可再生能源已经使用接近枯竭。另一方面为了解决环境污染日益加剧等问题，各种新能源的探索，新能源器件的研究，新能源产品的开发正在如火如荼的进行，包括太阳能、风能、生物质能、地热能、核聚变能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染，为人类创造了一种新的生活形态，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源(特别是化石能源)枯竭问题具有重要意义。作为第三代新型有机太阳能电池，染料敏化太阳能电池(DSSC)具有环境友好、制备流程简单、成本低廉、多色透明和光电转化性能优异等优点受到世界各国各研究人员关注。其中，对电极...
【技术保护点】
1.一种氮掺杂的空心碳球/硫化镍/石墨烯三元活性多层/多元结构复合材料，其特征在于：该复合材料为表面均匀分布疏松多孔的硫化镍纳米片锚定在空心的氮掺杂纳米球上，最外层封装还原氧化石墨烯形成的多层多元空心结构材料。
【技术特征摘要】
1.一种氮掺杂的空心碳球/硫化镍/石墨烯三元活性多层/多元结构复合材料，其特征在于：该复合材料为表面均匀分布疏松多孔的硫化镍纳米片锚定在空心的氮掺杂纳米球上，最外层封装还原氧化石墨烯形成的多层多元空心结构材料。2.一种氮掺杂的空心碳球/硫化镍/石墨烯三元活性多层/多元结构复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将原硅酸四乙酯和盐酸多巴胺依次缓慢的倒入混合溶液中，并持续搅拌35-37h至其充分混合；其中，所述混合溶液由无水乙醇、25％氨水、去离子水组成；(2)待冷却至室温，将步骤(1)溶液进行高速离心，将所得到的沉淀物用去离子水反复离心洗涤直至上清液呈清澈透明液体，所得的最终产物放入冷冻干燥机中干燥；(3)将步骤(2)所得产物入高温管式炉，设置氮气气流下890-910℃反应0.9-1.1h，得到的二氧化硅/氮掺杂空心碳球黑色粉末状样品，备用；(4)将步骤(3)的产物加到去离子水中，经过超声处理0.8-1.2h，使其充分均匀；(5)将二氯化钠、氯化铵、尿素和25％的氨水，依次缓慢加入到步骤(4)溶液中，并且磁力搅拌0.8-1.2h；(6)将步骤(5)的产物倒入以聚四氟乙烯为内衬的特氟龙高压反应釜中，并将特氟龙高压反应釜放入鼓风干燥烘箱中，设置155-165℃反应11-13h；(7)待冷却至室温，将(6)所得的溶液进行高速离心，将所得到的沉淀物用去离子水反复离心洗涤直至上清液呈清澈透明液体，所得最终产物放入真空冷冻干燥机干燥得到硅化镍/氮掺杂空心碳球混合物，备用；(8)根据悍马方法合成氧化石墨烯纳米片；(9)将氧化石墨烯纳米片放入去离子水中，并进行高速磁力搅拌，随后经超声处理25-35min，以形成均匀分散的混合溶液，将步骤(7)所得硅化镍/氮掺杂空心碳球混合物加入到上述混合溶液中，并高速磁力搅拌55-65min；(10)将步骤(9)溶液倒入以聚四氟乙烯为内衬的特氟龙高压反应釜中，并将特氟龙高压反应釜放入鼓风干燥烘箱中，设置155-165℃反应11-13h；(11)待冷却至室温，将(10)所得的溶液进行高速离心，将所得到的沉淀物用去离子水反复离心洗涤直至上清液呈清澈透明液体，并将样品放入真空冷冻干燥箱中干燥形成3D框架结构的氮掺杂空心碳球/硅化镍/石墨烯，备用；(12)将步骤(11)的产物和聚乙烯吡咯烷酮加入到去离子水中，并超声处理25-35min；(13)将Na2S加入步骤(12)的产物中并磁力搅拌25-35min；(14)将步骤(13)所得溶液倒入以聚四氟乙烯为内衬的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李广，王雯，姚吉鑫，左学勤，杨群，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。