一种SnS2纳米花修饰P掺杂g-C3N4的超级电容器材料及制法制造技术

本发明专利技术涉及超级电容器技术领域，且公开了一种SnS2纳米花修饰P掺杂g

【技术实现步骤摘要】
一种SnS2纳米花修饰P掺杂g-C3N4的超级电容器材料及制法


[0001]本专利技术涉及超级电容器
，具体为一种SnS2纳米花修饰P掺杂g-C3N4的超级电容器材料及制法。

技术介绍

[0002]随着社会的发展，化石燃料的使用量急剧增加，带来了严重的温室效应和能源危机，新能源和储能技术的开发迫在眉睫，超级电容器是一种具有功率密度高、库伦效率好等优点的储能装置，具有广阔的应用前景，其性能主要受电极材料的影响，因此，需要制备出一种低成本、电化学稳定性好、比电容高的电极材料。
[0003]目前，SnS2、SnO2等锡基材料具有较高的比电容、成本较低、储量丰富等优点，其中SnS2的层状结构使其具有优异的理论容量，在超级电容器领域具有广阔的应用前景，但是其导电性不好、体积效应严重，导致其实际比电容较低，限制了其应用，石墨相氮化碳g-C3N4具有较好的化学稳定性、优异的库伦效率、较低的成本等优点，广泛应用于超级电容器、锂离子电池等领域，用其修饰SnS2，可以有效改善SnS2的体积效应，同时元素掺杂改善了g-C3N4的电化学性质。
[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种SnS2纳米花修饰P掺杂g-C3N4的超级电容器材料及制法，解决了SnS2电极材料的体积效应严重、实际比电容较低的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种SnS2纳米花修饰P掺杂g-C3N4的超级电容器材料，所述SnS2纳米花修饰P掺杂g-C3N4的超级电容器材料制备方法如下：
[0008](1)向反应瓶中加入去离子水、聚苯乙烯、亚磷酸、二氰二氨，在60-100℃下搅拌均匀，移入反应釜内，在160-200℃下反应8-12h，离心并干燥，得到磷掺杂g-C3N4前驱体；
[0009](2)将磷掺杂g-C3N4前驱体置于管式炉中，进行煅烧过程，冷却至室温，得到磷掺杂多孔g-C3N4；
[0010](3)向反应瓶中加入溶剂乙二醇、氨基硫脲、四氯化锡、磷掺杂多孔g-C3N4，分散均匀，移入反应釜内，在160-200℃下反应8-16h，冷却至室温，抽滤，用无水乙醇、去离子水洗涤干净并干燥，得到SnS2纳米花修饰P掺杂g-C3N4的超级电容器材料；
[0011](4)向反应瓶中加入N-甲基吡咯烷酮、导电剂炭黑、粘合剂聚偏氟乙烯、SnS2纳米花修饰P掺杂g-C3N4的超级电容器材料，分散均匀，将得到的碳浆均匀涂抹在石墨纸上并干燥，得到超级电容器工作电极。
[0012]优选的，所述步骤(1)中聚苯乙烯、亚磷酸、二氰二氨的质量比为30-50:2.5-4:100。
[0013]优选的，所述步骤(2)中管式炉包括底座，底座的顶部活动连接有炉体，炉体的中间活动连接有炉管，炉管的右侧活动连接有端盖，端盖的右侧活动连接有阀门，阀门的右侧活动连接有气瓶，端盖的左侧活动连接有气孔，气孔的底部活动连接有集气瓶，集气瓶的顶
部活动连接有排气管，炉管的内部活动连接有温度计，温度计的左侧活动连接有导线，炉体的顶部活动连接有控制模块，炉体的内部活动连接有电阻丝。
[0014]优选的，所述步骤(2)中煅烧过程为在氮气氛围中500-600℃下煅烧6-12h。
[0015]优选的，所述步骤(3)中氨基硫脲、四氯化锡、磷掺杂多孔g-C3N4的质量比为30-45:45-65:10。
[0016](三)有益的技术效果
[0017]与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：
[0018]该一种SnS2纳米花修饰P掺杂g-C3N4的超级电容器材料，以聚苯乙烯为模板、亚磷酸为磷源、二氰二氨为氮源和碳源，经过水热，得到磷掺杂g-C3N4前驱体，经过煅烧，得到磷掺杂多孔g-C3N4，具有超高的比表面积，磷原子掺杂进g-C3N4的晶格中，改善了g-C3N4的LUMO轨道能级和HUMO轨道能级，从而加速了电子的转移，提高了g-C3N4的导电性，再以g-C3N4为载体，氨基硫脲、四氯化锡为原料，在g-C3N4上原位生长SnS2纳米片，进一步SnS2纳米片自组装形成SnS2纳米花，SnS2独特的纳米花状形貌，具有超高的比表面积，有利于增强赝电容电容效应，暴露更多的赝电容活性位点。
[0019]该一种SnS2纳米花修饰P掺杂g-C3N4的超级电容器材料，Sn
4+
与带负电荷的g-C3N4之间产生静电作用，使得g-C3N4和SnS2具有快速的异质晶体成核和稳定的成核中心，二者形成异质结构，抑制了SnS2的体积效应，减少了SnS2的团聚，提高了其循环稳定性，且异质结构降低了g-C3N
4-SnS2的电荷转移电阻，从而加速了电子的转移，提高了电极材料的倍率性能和实际比电容，以及良好的循环稳定性。
附图说明
[0020]图1是管式炉结构示意图；
[0021]图2是炉体结构示意图。
[0022]1、底座；2、炉体；3、炉管；4、端盖；5、阀门；6、气瓶，；7、气孔；8、集气瓶；9、排气管；10、温度计；11、导线；12、控制模块；13、电阻丝。
具体实施方式
[0023]为实现上述目的，本专利技术提供如下具体实施方式和实施例：一种SnS2纳米花修饰P掺杂g-C3N4的超级电容器材料，SnS2纳米花修饰P掺杂g-C3N4的超级电容器材料制备方法如下：
[0024](1)向反应瓶中加入去离子水、聚苯乙烯、亚磷酸、二氰二氨，三者的质量比为30-50:2.5-4:100，在60-100℃下搅拌均匀，移入反应釜内，在160-200℃下反应8-12h，离心并干燥，得到磷掺杂g-C3N4前驱体；
[0025](2)将磷掺杂g-C3N4前驱体置于管式炉中，管式炉包括底座，底座的顶部活动连接有炉体，炉体的中间活动连接有炉管，炉管的右侧活动连接有端盖，端盖的右侧活动连接有阀门，阀门的右侧活动连接有气瓶，端盖的左侧活动连接有气孔，气孔的底部活动连接有集气瓶，集气瓶的顶部活动连接有排气管，炉管的内部活动连接有温度计，温度计的左侧活动连接有导线，炉体的顶部活动连接有控制模块，炉体的内部活动连接有电阻丝，进行煅烧过程，煅烧过程为在氮气氛围中500-600℃下煅烧6-12h，冷却至室温，得到磷掺杂多孔g-C3N4；
[0026](3)向反应瓶中加入溶剂乙二醇、氨基硫脲、四氯化锡、磷掺杂多孔g-C3N4，三者的质量比为30-45:45-65:10，分散均匀，移入反应釜内，在160-200℃下反应8-16h，冷却至室温，抽滤，用无水乙醇、去离子水洗涤干净并干燥，得到SnS2纳米花修饰P掺杂g-C3N4的超级电容器材料；
[0027](4)向反应瓶中加入N-甲基吡咯烷酮、导电剂炭黑、粘合剂聚偏氟乙烯、SnS2纳米花修饰P掺杂g-C3N4的超级电容器材料，分散均匀，将得到的碳浆均匀涂抹在石墨纸上并干燥，得到超级电容器工作电极。
[0028]实施例1
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SnS2纳米花修饰P掺杂g-C3N4的超级电容器材料，其特征在于：所述SnS2纳米花修饰P掺杂g-C3N4的超级电容器材料制备方法如下：(1)向去离子水中加入聚苯乙烯、亚磷酸、二氰二氨，在60-100℃下搅拌均匀，移入反应釜内，在160-200℃下反应8-12h，离心并干燥，得到磷掺杂g-C3N4前驱体；(2)将磷掺杂g-C3N4前驱体置于管式炉中，进行煅烧过程，冷却至室温，得到磷掺杂多孔g-C3N4；(3)向溶剂乙二醇中加入氨基硫脲、四氯化锡、磷掺杂多孔g-C3N4，分散均匀，移入反应釜内，在160-200℃下反应8-16h，冷却至室温，抽滤，洗涤并干燥，得到SnS2纳米花修饰P掺杂g-C3N4的超级电容器材料；(4)向N-甲基吡咯烷酮中加入导电剂炭黑、粘合剂聚偏氟乙烯、SnS2纳米花修饰P掺杂g-C3N4的超级电容器材料，分散均匀，将得到的碳浆均匀涂抹在石墨纸上并干燥，得到超级电容器工作电极。2.根据权利要求1所述的一种SnS2纳米花修饰P掺杂g-C3N4的超级电容器材料，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯程程，
申请(专利权)人：安徽晟源环保新型材料有限公司宿马分公司，
类型：发明
国别省市：