【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料领域，尤其涉及一种钴/镍双金属硫化物材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、锂氧气电池具有高达3500wh kg-1的超高理论能量密度，且具有环保性及可持续性，被认为是最具前景的下一代新型储能技术之一。但是，氧气电极中发生的氧析出反应(oer)和氧还原反应(orr)由于复杂的多电子转移步骤的高能垒而导致动力学过程缓慢，使得锂氧气电池存在过电位高、循环性能和倍率性能差等问题，严重限制了其实际应用。
2、研究表明，利用稳定高效的正极催化剂可以降低其过电位，减小极化，提高反应速率，从而提升能量转换效率。因此，开发高效稳定的双功能正极催化剂是目前锂氧气电池相关的研究热点。
3、通常，过渡金属硫化物比过渡金属氧化物具有更好的导电性，且循环稳定性更好，可以促进oer/orr过程中的电子转移，加速催化反应动力学过程。但是，传统的制备方法得到的过渡金属硫化物的材料结构难以保证其同时具有高的催化反应活性和良好的稳定性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术所存在的缺陷，提供一种钴/镍双金属硫化物材料及其制备方法和应用，解决过渡金属硫化物比表面积不高导致的催化反应活性不高以及稳定性不高的问题。
2、为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种钴/镍双金属硫化物材料的制备方法，所述制备方法包括：
3、将第一钴盐溶于甲醇，得到第一溶液；
4、将2-甲基咪唑溶于甲醇，得到第二溶液；
5、将所述第一溶液加入
6、对所述沸石咪唑酯骨架结构材料zifs溶液进行第一次离心、洗涤和干燥处理，得到立方体结构的zifs粉末；
7、将所述zifs粉末分散于甲醇中，得到第三溶液；
8、将水合钴盐和水合镍盐溶于甲醇，得到第四溶液；
9、将所述第三溶液加入第四溶液中混合均匀，并进行第二次热处理，以使所述水合钴盐中的钴离子和水合镍盐中的镍离子水解产生氢离子，在所述氢离子的作用下，所述zifs中配体和钴离子之间的配位键断开，从而对所述zifs进行化学蚀刻，同时，所述水合镍盐中的镍离子、所述水合钴盐中的钴离子以及配位键断开之后的钴离子通过水解在zifs的表面形成氢氧化镍和氢氧化钴，之后再进行第二次离心、洗涤、干燥处理得到钴/镍双金属氢氧化物；其中，所述第二次热处理在鼓风干燥箱中进行，温度为110℃-130℃，时间为1小时-3小时；
10、将所述钴/镍双金属氢氧化物分散于有机溶剂中，得到第五溶液；
11、将硫代乙酰胺分散于所述有机溶剂中，得到第六溶液；
12、将第五溶液加入第六溶液中混合均匀，并进行第三次热处理，使得所述硫代乙酰胺在碱性环境下水解，再进行离心、洗涤、干燥处理，得到钴/镍双金属硫化物材料。
13、优选的，所述第一钴盐包括六水合硝酸钴、六水合氯化钴、七水合硫酸钴中的一种或多种；所述第一钴盐与2-甲基咪唑的摩尔比为1:6-1:8。
14、优选的，所述第一次离心的转速为8000转/分钟-10000转/分钟，洗涤的清洗剂为乙醇、甲醇或丙酮中的一种或多种；干燥在真空干燥箱中进行，温度为70℃-80℃，时间为22小时-26小时。
15、优选的，所述水合钴盐包括六水合硝酸钴、六水合氯化钴、七水合硫酸钴中的一种或多种；所述水合镍盐为六水合氯化镍、六水合硝酸镍、六水合硫酸镍中的一种或多种。
16、优选的，所述水合钴盐中的钴离子和水合镍盐中镍离子的摩尔比为1:1-1:6；所述水合钴盐中的钴离子和水合镍盐中镍离子的摩尔数之和与zifs的摩尔数之比为1:1-3:1。
17、优选的，所述第三次热处理在鼓风干燥箱中进行，温度为70℃-90℃，时间为8小时-12小时。
18、优选的，所述钴/镍双金属氢氧化物与硫代乙酰胺的质量比不大于1:1。
19、第二方面，本专利技术提供了一种钴/镍双金属硫化物材料，所述钴/镍双金属硫化物材料由上述第一方面任一所述的制备方法制备而成。
20、第三方面，本专利技术提供了一种正极极片，所述正极极片包括第二方面所述的钴/镍双金属硫化物材料。
21、第四方面，本专利技术提供了一种锂氧气电池，所述锂氧气电池包括第三方面所述的正极极片。
22、本专利技术实施例提供的钴/镍双金属硫化物材料的制备方法，首先通过钴盐和2-甲基咪唑之间的络合反应，生成了zifs，之后，以zifs为模板，通过化学蚀刻得到了钴/镍双金属氢氧化物，该钴/镍双金属氢氧化物保留了zifs的高孔隙率、高稳定性和丰富的气液扩散通道的优点，具有高的比表面积，可以暴露更多的活性位点，催化活性较高；之后，通过硫代乙酰胺在碱性环境下水解，得到了钴/镍双金属硫化物材料，使得其导电性也得以提高。总之，该制备方法具有操作简单、能耗低、产量高等优点。
23、该制备方法制备得到的钴/镍双金属硫化物材料用于电极材料时，其高稳定性和高催化活性可以降低过电位，从而降低电池极化。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种钴/镍双金属硫化物材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一钴盐包括六水合硝酸钴、六水合氯化钴、七水合硫酸钴中的一种或多种；所述第一钴盐与2-甲基咪唑的摩尔比为1:6-1:8。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一次离心的转速为8000转/分钟-10000转/分钟，洗涤的清洗剂为乙醇、甲醇或丙酮中的一种或多种；干燥在真空干燥箱中进行，温度为70℃-80℃，时间为22小时-26小时。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水合钴盐包括六水合硝酸钴、六水合氯化钴、七水合硫酸钴中的一种或多种；所述水合镍盐为六水合氯化镍、六水合硝酸镍、六水合硫酸镍中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水合钴盐中的钴离子和水合镍盐中镍离子的摩尔比为1:1-1:6；所述水合钴盐中的钴离子和水合镍盐中镍离子的摩尔数之和与ZIFs的摩尔数之比为1:1-3:1。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第三次热处理在鼓
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钴/镍双金属氢氧化物与硫代乙酰胺的质量比不大于1:1。
8.一种钴/镍双金属硫化物材料，其特征在于，所述钴/镍双金属硫化物材料由上述权利要求1-7任一所述的制备方法制备而成。
9.一种正极极片，其特征在于，所述正极极片包括权利要求8所述的钴/镍双金属硫化物材料。
10.一种锂氧气电池，其特征在于，所述锂氧气电池包括权利要求9所述的正极极片。
...【技术特征摘要】
1.一种钴/镍双金属硫化物材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一钴盐包括六水合硝酸钴、六水合氯化钴、七水合硫酸钴中的一种或多种；所述第一钴盐与2-甲基咪唑的摩尔比为1:6-1:8。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一次离心的转速为8000转/分钟-10000转/分钟，洗涤的清洗剂为乙醇、甲醇或丙酮中的一种或多种；干燥在真空干燥箱中进行，温度为70℃-80℃，时间为22小时-26小时。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水合钴盐包括六水合硝酸钴、六水合氯化钴、七水合硫酸钴中的一种或多种；所述水合镍盐为六水合氯化镍、六水合硝酸镍、六水合硫酸镍中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢旭岚，曹文卓，闫昭，李婷，
申请(专利权)人：宜宾南木纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。