有机无机异质结的原位制备方法及其应用技术

技术编号:40701201 阅读:27 留言:0更新日期:2024-03-22 10:59
本发明专利技术涉及一种有机无机异质结的原位制备及其应用,该方法以二硫化钼纳米片、金属氧化物纳米片或金属氧化物纳米片二元层状异质结为前驱体,以硝酸锌和苯并咪唑分别为金属离子源和有机配体,通过溶剂热反应,热处理相变反应,配体置换反应,得到具有金属有机框架结构的有机无机异质结,用作锌离子电池正极材料时比容量高于210mAh g<supgt;‑1</supgt;,倍率性能优异,且具有良好的循环性能。本发明专利技术可以实现有机无机异质结的原位可控制备,从易得到的硝酸锌和苯并咪唑出发,通过重复性高、过程简单、耗时少的工艺制备获得,非常适于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池材料,具体涉及一种有机无机异质结的原位制备及其应用。


技术介绍

1、随着对新型能源需求的日益增加,水系锌离子电池得到了迅速的发展,其具有安全性高、环境友好和成本低廉等优异性能吸引了学术和产业界越来越多的注意。锌离子电池作为一种新型二价离子电池,它主要使用能够容纳锌离子的材料作为正极,以锌为负极,以含有锌离子的液态、准固态或固态电解质作为电荷传输介质。通过锌离子在正极材料中可逆的嵌入和脱出,来实现电池充放电。虽然锌离子电池正极材料的种类随着研究的深入越来越多,但开发具有储锌容量高和优异循环稳定性的正极材料的需求依然很迫切。

2、近年来,无机和有机正极材料广泛用于锌离子电池,其中无机正极材料具有容量高和倍率性能优异等优点;有机正极材料具有功能结构可设计等优势。异质结结构的正极可以同时具有有机和无机正极材料的优点,而且能够减弱有机材料和无机材料各自的缺点,实现协同增强,是非常具有开发前景的锌离子电池正极材料的改性策略,从而有助于提升锌离子电池的综合性能。


技术实现思路

<p>1、本专利技术所本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种有机无机异质结的原位制备方法,其特征在于:以二硫化钼纳米片、金属氧化物纳米片或金属氧化物纳米片二元层状异质结为前驱体,硝酸锌和苯并咪唑分别为金属离子源和有机配体,通过溶剂热反应得到具有金属有机框架结构的异质结;具体包括如下步骤:

2.一种有机无机异质结的原位制备方法,其特征在于:以二硫化钼纳米片、金属氧化物纳米片或金属氧化物纳米片二元层状异质结为前驱体,硝酸锌和苯并咪唑分别为金属离子源和有机配体,通过溶剂热反应、热处理相变反应得到具有金属有机框架结构的异质结;具体包括如下步骤:

3.一种有机无机异质结的原位制备方法,其特征在于:以二硫化钼纳米片、金属氧化物...

【技术特征摘要】

1.一种有机无机异质结的原位制备方法,其特征在于:以二硫化钼纳米片、金属氧化物纳米片或金属氧化物纳米片二元层状异质结为前驱体,硝酸锌和苯并咪唑分别为金属离子源和有机配体,通过溶剂热反应得到具有金属有机框架结构的异质结;具体包括如下步骤:

2.一种有机无机异质结的原位制备方法,其特征在于:以二硫化钼纳米片、金属氧化物纳米片或金属氧化物纳米片二元层状异质结为前驱体,硝酸锌和苯并咪唑分别为金属离子源和有机配体,通过溶剂热反应、热处理相变反应得到具有金属有机框架结构的异质结;具体包括如下步骤:

3.一种有机无机异质结的原位制备方法,其特征在于:以二硫化钼纳米片、金属氧化物纳米片或金属氧化物纳米片二元层状异质结为前驱体,硝酸锌和苯并咪唑分别为金属离子源和有机配体,通过溶剂热反应、热处理相变反应、配体置换反应,得到具有金属有机框架结构的异质结;具体包括如下步骤:

4.根据权利要求1或2或3所述的有机无机异质结的原位制备方法,其特征在于:所述金属氧化物纳米片为五氧化二钒纳米片、δ-二氧化锰纳米片、三氧化钼纳米片中的一种;金属氧化物纳米片二元层状异质结为五氧化二钒/δ-二氧化锰层状异质结、五氧化二钒/三氧化钼层状异质结和三氧化钼/δ-二氧化锰层状异质结中的一种。

5.根据权利要求1或2或3所述的有机无机异质结的原位制备方法,其特征在于:所述二硫化钼纳米片、金属氧化物纳米片或金属氧化物纳米片二元层状异质结前驱体在分散液中的浓度为10~30mmol/l;每升分散液中硝酸锌的加入量为33毫摩尔;每升分散液中苯并咪唑的加入量为27毫摩尔。

6.根据权利要求1或2或3所述的有机无机异质结的原位制备方法,其特征在于:采用溶剂热反应制备有机无机异质结a时,反应物和溶剂占反应釜体积的70%~85%,溶剂热反应温度为125℃~200℃,溶剂热反应时间为12~96小时。

7.根据权利要求2或3所述的有机无机异质结的原位制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中采用热处理相变反应制备有机无机异质结...

【专利技术属性】
技术研发人员:丁军伟罗乃睿赵康王诗文方少明吴诗德平丹罗河伟闫继王恒
申请(专利权)人:郑州轻工业大学
类型:发明
国别省市:

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