一种锌钴硫化物/石墨烯复合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锌钴硫化物/石墨烯复合材料及其制备方法和应用，该复合材料以网状结构的石墨烯为载体，锌钴硫化物纳米颗粒负载在石墨烯表面，锌钴硫化物纳米颗粒包括锌钴硫化物外壳以及包裹于锌钴硫化物外壳中的锌钴硫化物内核，锌钴硫化物外壳和锌钴硫化物内核之间具有间隙。制备方法包括：1)制备锌钴前驱体；2)制备锌钴/石墨烯前驱体；3)制备锌钴硫化物/石墨烯复合材料。实践表明，该复合材料作为钠离子电池的负极材料应用时，壳核结构的锌钴硫化物纳米颗粒所具有的空间结构有助于缓解嵌钠/脱钠过程中材料发生的体积应变，同时石墨烯为锌钴硫化物提供网络状结构，有利于增强其导电性。

【技术实现步骤摘要】
一种锌钴硫化物/石墨烯复合材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及纳米材料与电化学
，尤其涉及一种锌钴硫化物/石墨烯复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
电极材料如同是电池的中枢神经系统，其优秀与否径直的影响了电池的比能量、循环寿命等多项核心性能，故选取合适的负极材料是研究钠离子电池的重要步骤。双金属过渡硫化物因其具有较高的比容量、低成本和环境友好等优点吸引了研究者们的广泛关注。然而，过渡金属硫化物在嵌钠/脱钠过程中会发生较大的体积应变，体积膨胀问题是造成过渡金属硫化物负极难以满足人们需求的关键因素。为解决以上问题可采取的措施包括：(1)设计合成由纳米粒子组成的分级结构亚微米材料，或者是具有新颖形貌结构和多孔特性的纳米材料。纳米材料不仅表面活性位点多、比表面积大、反应活性高，而且其纳米结构可以有效缓解体积膨胀效应，一定程度上抑制电极的坍塌和粉粹，从而提高电化学反应的活性。(2)引入高导电性的碳材料。高导电性的碳材料不仅可以作为导电剂提高整个复合物的导电性，加快离子和电子的传输速率，同时也可以作为缓冲层或支撑基体使化合物材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锌钴硫化物/石墨烯复合材料，其特征在于，所述锌钴硫化物/石墨烯复合材料以网状结构的石墨烯为载体，锌钴硫化物纳米颗粒负载在石墨烯表面，所述锌钴硫化物纳米颗粒包括锌钴硫化物外壳以及包裹于锌钴硫化物外壳中的锌钴硫化物内核，所述锌钴硫化物外壳和锌钴硫化物内核之间具有间隙。/n

【技术特征摘要】
1.一种锌钴硫化物/石墨烯复合材料，其特征在于，所述锌钴硫化物/石墨烯复合材料以网状结构的石墨烯为载体，锌钴硫化物纳米颗粒负载在石墨烯表面，所述锌钴硫化物纳米颗粒包括锌钴硫化物外壳以及包裹于锌钴硫化物外壳中的锌钴硫化物内核，所述锌钴硫化物外壳和锌钴硫化物内核之间具有间隙。


2.根据权利要求1所述的锌钴硫化物/石墨烯复合材料，其特征在于，所述锌钴硫化物外壳的直径为450-550nm，所述锌钴硫化物内核的直径为280-340nm。


3.根据权利要求1所述的锌钴硫化物/石墨烯复合材料，其特征在于，所述锌钴硫化物纳米颗粒以Zn0.76Co0.24S为主要物相。


4.一种如权利要求1-3任一项所述的锌钴硫化物/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将锌源和钴源溶解在第一醇中，加热至反应生成锌钴前驱体；
2)将锌钴前驱体溶解于第二醇中，加入石墨烯的第三醇分散液中，加热反应至生成锌钴/石墨烯前驱体；
3)将锌钴/石墨烯前驱体和硫代乙酰胺溶解于第四醇中，加热反应至生成核壳结构的锌钴硫化物/石墨烯复合材料。


5.根据权利要求4所述的锌钴硫化物/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述锌源为六水合硝酸锌...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔立峰，许洁，陈亚楠，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：广东;44