一种石墨烯插层二硫化钼复合材料的制备及应用方法技术

一种石墨烯插层二硫化钼复合材料的制备及应用方法。将商用二硫化钼浸泡在正丁基锂溶液中，氩气环境下搅拌，清洗，干燥，得到硫化钼锂，加水剧烈反应得到剥离二硫化钼分散液A。在A溶液中加入阳离子表面活性剂，单层氧化石墨烯分散液，二硫化钼层与氧化石墨烯层互相吸附；加入还原剂，水热处理，氧化石墨烯还原为石墨烯且伴随石墨烯嵌入二硫化钼层间；清洗，冷冻干燥，得到石墨烯插层二硫化钼复合材料。本发明专利技术的优点是：重复性好、反应条件易于控制。所得材料呈现“三明治”结构复合纳米片组装成的微米花，纳米片厚度为10‑20nm，二硫化钼层间距扩大为1.16nm，亲水性良好，有利于水合锌离子的快速、稳定脱嵌，使得储锌容量，倍率性能和循环稳定性得到显著提升。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯插层二硫化钼复合材料的制备及应用方法
本专利技术属于水系锌离子电池
，特别涉及石墨烯插层二硫化钼复合材料的制备及应用方法。
技术介绍
近年来，随着智能电网、电子产品的快速发展，人类对间歇性可再生清洁能源(如太阳能、潮汐能、风能、地热能)的需求日益增长，开发大规模储能设备势在必行。水系锌离子电池凭借安全性高、成本低廉、理论容量高、组装方便等优点，在大规模储能领域极具发展前途。然而，锌离子较强的溶剂化作用以及二价电荷与正极材料产生较强的静电相互作用，限制了锌离子在正极材料中的扩散动力学，从而导致较低的储锌容量或较差的循环稳定性。因此，开发适宜的正极材料以满足锌离子快速、稳定脱嵌是推动水系锌离子电池发展的关键之一。层状材料由于其独特的二维离子传输通道被广泛研究作为水系锌离子电池正极，尤其钒基和锰基氧化物吸引了研究者的极大兴趣。水合五氧化二钒中存在大量结构水，可以有效屏蔽二价锌离子与宿主材料之间的静电相互作用，循环性能优异，但其毒性会造成环境污染的风险。锰基氧化物具有较高的储锌容量，但循环过程中产生的结构演变和材料溶解导致其循环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯插层二硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：/n1)将商用二硫化钼浸入正丁基锂溶液中，氩气环境下持续搅拌4-6天，然后用无水戊烷清洗，干燥，得到硫化钼锂，超声条件下与水剧烈反应得到均匀的剥离二硫化钼分散液A；/n2)在溶液A中加入阳离子表面活性剂，超声处理1.5-2.5小时，在上述溶液中加入单层氧化石墨烯分散液，再次超声处理1.5-2.5小时，使得二硫化钼层与氧化石墨烯层通过静电吸引作用相互吸附，形成均匀溶液B；/n3)在溶液B中加入还原剂，将混合液转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，水热处理，清洗，冷冻干燥，制得石墨烯插层二硫化钼复合材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯插层二硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将商用二硫化钼浸入正丁基锂溶液中，氩气环境下持续搅拌4-6天，然后用无水戊烷清洗，干燥，得到硫化钼锂，超声条件下与水剧烈反应得到均匀的剥离二硫化钼分散液A；
2)在溶液A中加入阳离子表面活性剂，超声处理1.5-2.5小时，在上述溶液中加入单层氧化石墨烯分散液，再次超声处理1.5-2.5小时，使得二硫化钼层与氧化石墨烯层通过静电吸引作用相互吸附，形成均匀溶液B；
3)在溶液B中加入还原剂，将混合液转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，水热处理，清洗，冷冻干燥，制得石墨烯插层二硫化钼复合材料。


2.根据权利要求1所述石墨烯插层二硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中商用二硫化钼与正丁基锂的摩尔比为1：2。


3.根据权利要求1所述石墨烯插层二硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中正丁基锂溶液得配置方法为：加入无水戊烷将浓度为2.4mol/L的正丁基锂溶液稀释至1mol/L。


4.根据权利要求1所述石墨烯插层二硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中硫化钼锂与水的质量比为1：150。


5.根据权利要求1所述石墨烯插层二硫化钼复合材...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永畅，李平，李省伟，曲选辉，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11