一种MoTe制造技术

本发明专利技术公开了一种MoTe

【技术实现步骤摘要】
一种MoTe2/Mxene复合材料及其制备方法
本专利技术属于新能源材料
，具体涉及一种MoTe2/MXene复合材料及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着科技水平的快速发展，同样也给社会带来了能源和环境问题，随着现代社会的不断发展，煤、石油等能源不断消耗，同时，对环境也造成了严重的污染，从而使得能源危机与环境污染这两大问题日益突出，传统的化石能源远远不能满足人类构建绿色、环保、清洁、可持续发展的能源社会的需求。因此，调整现有能源结构，开发可循环利用、环境友好的新能源具有十分重要的现实意义。新能源包括太阳能、风能、核能等可再生能源，如何将这些清洁能源转化并储存，是清洁能源发展应用的关键。电化学储能是一种绿色能源非常重要的存储方式，一直是当今社会的研究重点。近年来，锂离子电池因具有较高的能量密度，较长的循环使用寿命，安全环保等优势，在便携式电子产品、电动汽车以及大规模储能领域中具有非常广泛的应用。然而，有限的锂资源日趋枯竭，因此，开发新型的储能器件以替代锂离子电池成为人们的研究热点。钾的地壳含量丰富，分布广泛，成本低廉，且K/K+标准电极电势为-2.94V，与锂离子的标准电极电势最相近。但是，由于钾离子的半径相比于锂离子大很多，锂离子电池中商用的负极材料无法使得钾离子在循环过程中快速脱嵌，从而导致较差的循环稳定性和倍率性能。因此，提高钾离子电池性能的关键是研究开发新型负极材料，满足钾离子的快速可逆脱嵌。过渡金属硫化合物因具有较高的可逆比容量成为一种理想的钾离子电池负极材料候选者，MoTe2由于具有优异的光电性能使其成为一种理想的钾离子电池负极材料。MoTe2一般具有半导体相、金属相以及半金属相三种结构。其中半导体和半金属相两种结构比较稳定，半金属相和金属相都具备较高的导电性，有利于钾离子电池中电荷传输，然而在充放电循环过程中，由于钾离子半径较大，钾脱嵌过程中体积膨胀系数较大，造成电极材料粉化，从而导致比容量快速衰减以及较差的循环稳定性。“手风琴状”MXene材料具有类石墨烯的性质，该材料具有良好的机械性能，较大的比表面积以及可控的层间距等优势，可有效缓解在电极材料在循环过程中的体积变化。但是其层间距较小，并且表面官能团具有一定的吸附性，因此单独使用并不能取得理想的离子快速迁移效果。因此，如何将这些现有材料相结合，使其扬长避短成为一大技术难题。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的之一在于提供一种MoTe2/MXene复合材料。本专利技术的另一目的在于提供所述MoTe2/MXene复合材料的制备方法。进一步的，本专利技术提供一种MoTe2/MXene复合材料的应用，将所述MoTe2/MXene复合材料应用于钾离子电池负极。本专利技术采用以下技术方案：一种MoTe2/MXene复合材料的制备方法，所述制备方法为溶剂热法，包括以下步骤：(1)将MXene加入分散剂中，搅拌3-6h，例如3h、4h、5h、6h，配制成浓度为10-50mg/ml的分散液，优选的为10-20mg/ml，进一步优选的为20-40mg/ml，更进一步优选的为40-50mg/ml；(2)将钼源材料与碲源材料按照1：3～8的摩尔比，优选的为1：3～5，进一步优选的为1：5～8，加入步骤(1)所得分散液中，搅拌8-20h，例如8h、12h、16h、20h，得到混悬液；(3)将步骤(2)所混悬液移入反应釜中，并将反应釜放入烘箱中，升温至120-200℃，例如120℃、150℃、180℃、200℃，保温12-24h，例如12h、16h、20h、24h，然后自然冷却至室温；(4)将步骤(3)所得产物离心，用清洗剂彻底清洗；(5)将步骤(4)所得产物置于真空干燥箱中进行干燥，得到MoTe2/MXene复合材料。进一步地，所述钼源为H8Mo4N2O13·2H2O、H3Mo12O40P、H24Mo7N6O24·4H2O中的一种或多种。进一步地，所述碲源为亚碲酸钾、四氯化碲、联苯二碲中的一种或多种。进一步地，所述MXene为Ti3C2Tx、Ti2CTx、Ti3CNTx、Nb2CTx、Ta4C3Tx中的一种或多种，优选的为Ti3N2Tx，例如Nb2CTx，Ta4C3Tx，其中Tx为表面官能团-O、-F或-OH。进一步地，所述分散剂为乙二醇、N，N-二甲基甲酰胺、乙醇中的一种或多种。进一步地，所述清洗剂为水、乙醇中的一种或多种；优选用去离子水和无水乙醇彻底清洗步骤(3)所得离心产物，例如用去离子水和无水乙醇交替清洗3-10次，优选5-8次。进一步地，所述MoTe2/MXene复合材料中MoTe2负载量为80-200wt％，优选的为80-100wt％，进一步优选的为100-140wt％，更进一步优选的为140-180wt％，例如150-200wt％。进一步地，步骤(3)中所述离心转速为4000-7000r/min，优选6000r/min，离心时间为5-10min，优选7min。进一步地，步骤(5)中真空干燥的温度为60-80℃，优选70℃，干燥时间10-15h，优选12h，例如10h、12h、14h、15h；真空度不超过125Pa，可选125、115、100、95Pa。一种MoTe2/MXene复合材料的制备方法制备得到的MoTe2/MXene复合材料。一种钾离子电池负极，其包括上述MoTe2/MXene复合材料。一种钾离子电池，其包括上述电池负极。本专利技术的有益效果：(1)与单纯的MoTe2材料相比，本专利技术利用溶剂热法制备的MoTe2/MXene复合材料，MXene作为缓冲基底，有效缓解电极材料在充放电循环过程中巨大的体积膨胀，并防止电极材料在充放电过程中粉碎与脱落。(2)与单纯的MXene材料相比，本专利技术中通过将MoTe2负载到MXene上，可进一步增大MXene材料的层间距，增大材料的比表面积，有利于电极材料与电解液之间充分浸润，提高离子扩散率，可获得额外的活性位点，从而有利于提高材料的储钾性能；(3)本专利技术中的MoTe2/MXene复合材料，制备方法简单，成本低廉，绿色环保、资源广泛，适用于钾离子电池大规模制备与应用。附图说明图1是实施例2中MoTe2/MXene复合材料的扫描电镜图；图2是实施例2中MoTe2/MXene复合材料所测的循环性能图；图3是对比例1中单纯的MoTe2材料所测的循环性能图；图4是对比例2中单纯的MXene材料的循环性能图。具体实施方式为了更好的解释本专利技术，现结合以下具体实施例作进一步说明，但是本专利技术不限于具体实施例。其中，所述材料如无特别说明均可以在商业途径可得。其中，所述材料如无特别说明均可以在商业途径可得；所述Ti3C2Tx颗粒购自北京北科新材科技有限公司，编号BK2020011814，尺寸大小：1-5μm，纯度：99％，产品应用领域：储能，催化，分析化学等。所述方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MoTe

【技术特征摘要】
1.一种MoTe2/MXene复合材料及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将MXene材料加入分散剂中，配制成浓度为10-50mg/ml的分散液；
(2)将钼源材料与碲源材料以1：3～8的摩尔比加入上述分散液中，制成混悬液；
(3)将混悬液加热至120-200℃，保温12-24h，冷却，离心，洗涤，干燥，得到MoTe2/MXene复合材料。


2.根据权利要求1所述的MoTe2/MXene复合材料的制备方法，其特征在于，所述MXene为Ti3C2Tx、Ti2CTx、Ti3CNTx、Nb2CTx、Ta4C3Tx中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的MoTe2/MXene复合材料的制备方法，其特征在于，所述钼源材料为H8Mo4N2O13·2H2O、H3Mo12O40P、H24Mo7N6O24·4H2O中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的MoTe2/MXene复合材料的制备方法，其特征在于，所述碲源材料为亚碲酸钾、四氯化碲、联苯二碲中的一种或...

【专利技术属性】
技术研发人员：张业龙，徐晓丹，周健文，孙宏阳，邱振平，
申请(专利权)人：五邑大学，
类型：发明
国别省市：广东;44