一种纳米复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供的纳米复合材料的制备方法，将铼前驱体、硫前驱体及盐酸羟胺盐混合于去离子水中，得到混合物溶液；在所述混合物溶液中添加石墨烯氧化物水悬浮液，得到混合悬浮体；将所述混合悬浮体密封并于高温环境中处理后冷却至室温，收集得到黑色粉末；将所述黑色粉末清洗后干燥，得到所述纳米复合材料，所述纳米复合材料为三明治结构，所述纳米复合材料的中间层为还原的氧化石墨烯，上下层为硫化铼，本发明专利技术提供的纳米复合材料，由于在石墨烯上产生的2D‑2D纳米级结构的协同效应，具有可逆的Li

A nanocomposite and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种纳米复合材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及复合材料
，尤其涉及一种纳米复合材料及其制备方法。
技术介绍
石墨烯由于其独特的结构和光电性质使其成为碳材料、纳米技术、凝聚态物理和功能材料等领域的研究热点。石墨烯作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，其理论比表面积高达2630m2/g，可用于效应晶体管、电极材料、复合材料、液晶显示材料、传感器等。石墨烯狭义上指单层石墨，厚度为0.335nm，仅有一层碳原子，但实际上10层以内的石墨结构也可称作石墨烯。而10层以上的则被称为石墨薄膜。石墨烯的每个碳原子均为sp2杂化，并贡献剩余一个杂化，并贡献剩余一个p轨道电子形成π键，π电子可以自由移动，赋予石墨烯优异的导性。由于原间作用力非常强，在常温下，即使周围碳原子发生碰撞，石墨烯中的电子受到的干扰也很小。在传输时不易发生散射，约为硅中电子迁移率的140倍，其电导率可达106s/m，是常温下导电性最佳的材料，可应用到各种电子元器件的制造。尽管石墨在商用锂电池(LIBs)中提供稳定的循环性能，但其理论上的特定容量(372mAhg-1)和适度的速率能力未能跟上不断增长的对新兴设备更高能量和功率密度的要求。
技术实现思路
有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种容量和低电位率能力较佳的纳米复合材料的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种纳米复合材料的制备方法，包括下述步骤：将铼前驱体、硫前驱体及盐酸羟胺盐混合于去离子水中，得到混合物溶液；在所述混合物溶液中添加石墨烯氧化物水悬浮液，得到混合悬浮体；将所述混合悬浮体密封并于高温环境中处理后冷却至室温，收集得到黑色粉末；将所述黑色粉末清洗后干燥，得到所述纳米复合材料。在一些较佳的实施例中，在将铼前驱体、硫前驱体及盐酸羟胺盐混合于去离子水中，得到混合物溶液的步骤中，所述铼前驱体包括过铼酸铵、三氯化铼、五氯化铼、高铼酸钾、甲基三氧化铼、五羰基溴化铼、五羰基氯化铼或十羰基二铼中的至少一种。在一些较佳的实施例中，在将铼前驱体、硫前驱体或氨基酸及盐酸羟胺盐混合于去离子水中，得到混合物溶液的步骤中，所述硫前驱体为硫脲或硫代乙酰胺或氨基酸中至少一种。在一些较佳的实施例中，所述氨基酸为半胱氨酸。在一些较佳的实施例中，在将铼前驱体、硫前驱体或氨基酸及盐酸羟胺盐混合于去离子水中，得到混合物溶液的步骤中，所述铼前驱体、硫前驱体或氨基酸及盐酸羟胺盐的质量比为1：(2～40)：(2～100)。在一些较佳的实施例中，在将所述混合悬浮体密封并于高温环境中处理后冷却至室温，收集得到黑色粉末的步骤中，所述高温环境的温度为160～250℃。在一些较佳的实施例中，在将所述混合悬浮体密封并于高温环境中处理后冷却至室温，收集得到黑色粉末的步骤中，通过离心法收集黑色粉末。在一些较佳的实施例中，在将所述黑色粉末清洗后干燥，得到所述纳米复合材料的步骤中，具体为：将所述黑色粉末用去离子水和乙醇洗，并在真空中以70～100摄氏度的温度干燥超过12小时，得到所述纳米复合材料。另一方面，本专利技术还提供了一种纳米复合材料，由所述的纳米复合材料的制备方法制备而成，所述纳米复合材料为三明治结构，所述纳米复合材料的中间层为还原的氧化石墨烯，上下层为硫化铼。此外，本专利技术还提供了一种纳米复合材料的应用，所述纳米复合材料可用于电池材料。本专利技术采用上述技术方案的优点是：本专利技术提供的纳米复合材料的制备方法，将铼前驱体、硫前驱体或氨基酸及盐酸羟胺盐混合于去离子水中，得到混合物溶液；在所述混合物溶液中添加石墨烯氧化物水悬浮液，得到混合悬浮体；将所述混合悬浮体密封并于高温环境中处理后冷却至室温，收集得到黑色粉末；将所述黑色粉末清洗后干燥，得到所述纳米复合材料，所述纳米复合材料为三明治结构，所述纳米复合材料的中间层为还原的氧化石墨烯，上下层为硫化铼，本专利技术提供的纳米复合材料，由于在石墨烯上产生的2D-2D纳米级结构的协同效应，具有可逆的Li+存储器，具有极好的容量和低电位率能力，可用于锂离子电池的阳极。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例提供的纳米复合材料的制备方法的步骤流程图。图2为本专利技术实施例提供的纳米复合材料20的结构示意图。图3(a)、(b)、(c)、(d)为本专利技术实施例提供的v-ReS2/rGO的扫描图像。图4(a)为本专利技术实施例提供的v-ReS2/rGO循环伏安法(CV)的曲线图。图4(b)为本专利技术实施例提供的v-ReS2/rGO电极电流密度的电流放电曲线图。图4(c)为本专利技术实施例提供的ReS2、rGO和v-ReS2/rGO电极的循环性能示意图。图4(d)为本专利技术实施例提供ReS2和v-ReS2/rGO电极的速率能力的示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，为本专利技术实施例提供的纳米复合材料的制备方法10的步骤流程图，包括下述步骤：步骤S110：将铼前驱体、硫前驱体及盐酸羟胺盐混合于去离子水中，得到混合物溶液。在一些较佳的实施例中，所述铼前驱体包括过铼酸铵、三氯化铼、五氯化铼、高铼酸钾、甲基三氧化铼、五羰基溴化铼、五羰基氯化铼或十羰基二铼中的至少一种。在一些较佳的实施例中，所述硫前驱体为硫脲或硫代乙酰胺或氨基酸中至少一种。在一些较佳的实施例中，所述氨基酸为半胱氨酸。在一些较佳的实施例中，所述铼前驱体、硫前驱体及盐酸羟胺盐的质量比为1：(2～40)：(2～100)。步骤S120：在所述混合物溶液中添加石墨烯氧化物水悬浮液，得到混合悬浮体；在一些较佳的实施例中，石墨烯氧化物水悬浮液采用现有技术中从天然石墨粉(325网)中制备得到的。步骤S130：将所述混合悬浮体密封并于高温环境中处理后冷却至室温，收集得到黑色粉末；具体地，将所述混合悬浮体转移到20mL的不锈钢灭菌器中，密封后，将高压灭菌器放入预热到160～250℃的电烤箱中，然后保持8小时，在自然冷却到室温后，用离心法收集得到黑色粉末。步骤S140：将所述黑色粉末清洗后干燥，得到所述纳米复合材料。具体地，将所述黑色粉末用去离子水和乙醇洗，并在真空中以70～100摄氏度的温度干燥超过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：/n将铼前驱体、硫前驱体及盐酸羟胺盐混合于去离子水中，得到混合物溶液；/n在所述混合物溶液中添加石墨烯氧化物水悬浮液，得到混合悬浮体；/n将所述混合悬浮体密封并于高温环境中处理后冷却至室温，收集得到黑色粉末；/n将所述黑色粉末清洗后干燥，得到所述纳米复合材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
将铼前驱体、硫前驱体及盐酸羟胺盐混合于去离子水中，得到混合物溶液；
在所述混合物溶液中添加石墨烯氧化物水悬浮液，得到混合悬浮体；
将所述混合悬浮体密封并于高温环境中处理后冷却至室温，收集得到黑色粉末；
将所述黑色粉末清洗后干燥，得到所述纳米复合材料。


2.如权利要求1所述的纳米复合材料的制备方法，其特征在于，在将铼前驱体、硫前驱体及盐酸羟胺盐混合于去离子水中，得到混合物溶液的步骤中，
所述铼前驱体包括过铼酸铵、三氯化铼、五氯化铼、高铼酸钾、甲基三氧化铼、五羰基溴化铼、五羰基氯化铼或十羰基二铼中的至少一种。


3.如权利要求1所述的纳米复合材料的制备方法，其特征在于，在将铼前驱体、硫前驱体或氨基酸及盐酸羟胺盐混合于去离子水中，得到混合物溶液的步骤中，所述硫前驱体为硫脲或硫代乙酰胺或氨基酸中至少一种。


4.如权利要求3所述的纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述氨基酸为半胱氨酸。


5.如权利要求1所述的纳米复合材料的制备方法，其特征在于，在将铼前驱体、硫前驱体或氨基酸及盐酸羟胺盐混合于去离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘学涌，蔡翔，陈桦，叶勇，郑子杰，
申请(专利权)人：深圳国家能源新材料技术研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44