【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种钠离子电池负极材料的合成方法，是一种基于nmwcnt(氮掺杂多壁碳纳米管)构造c@siox/mose2@nmwcnt材料的合成方法，是关于钠离子电池负极材料的研究领域。
技术介绍
1、目前，锂离子电池(libs)凭借其卓越的能量密度，在便携式电子和电动汽车领域得到了广泛应用。然而，由于锂资源在地壳中的相对分布较少，因此，有必要寻找锂离子电池的替代品。钠离子电池(nibs)因其丰富的可用性和与锂离子电池相似的机制而日益受到重视。由于钠离子的离子半径(约)比锂离子(约)大，所以钠离子的插入和提取动力学比锂离子缓慢，因此寻找适合钠离子电池的阳极材料势在必行。
2、最近的研究表明，具有独特性能(如大比表面积、柔韧性、高化学稳定性和高导电性)的碳纳米管(cnts)被用作生长包括tmds在内的各种二维材料的最佳模板，碳纳米管框架具有高度多孔性，这不仅允许电解质广泛渗入以提高电子和离子导电性，还能适应复合材料的体积变化。此外，在cnt表面引入含氮官能团作为活性位点形成氮(n)掺杂的碳纳米管(nmwcnt)，可以促进硒化钼和硅的吸附。n掺杂剂的两个主要功能已被广泛接受：(1)n可以诱导相邻c的相对正电荷，促进反应物(如o2、oh-)的吸附；(2)由于n掺杂对过渡金属材料具有较高的亲和力，实现了n掺杂碳与金属氧化物之间的更强偶联，可以在很大程度上促进电子转移。然而，要保持管间的高度连通性，进而提高电荷存储性能，需要控制良好的含氮(n)官能团(如吡啶-n、吡咯-n、石墨-n和吡啶-氧化物-n)，且不破坏纳米管结构(后续
3、二维(2d)层状材料，尤其是过渡金属二掺杂物(tmds)，因其卓越的物理、化学和电子特性，在能源转换和存储设备中的应用受到了广泛关注。值得注意的是，许多钼合金或化合物，如mos2、moo3等，都具有天然的二维结构，可为金属离子提供天然构建的扩散通道，因此在储能领域具有巨大的应用潜力。与mos2或moo3相比，mose2具有更大的层间距和更窄的带隙，因此适合用于金属离子存储。然而，由于其分子量较高，mose2仍面临着容量相对较低和循环性较差的问题。
4、硅是地球上最丰富的元素之一，并且具有很高的理论容量(～4200mah g–1)，比传统碳阳极高十倍。再加上它具有环保、自然界含量丰富和低成本等特点，硅已经被认为是下一代锂离子电池(lib)最有前途的负极材料之一。然而，硅在完全插入锂(锂化)时体积膨胀高达400％，并且在锂提取(去锂化)时有明显的收缩，从而造成较大的容量损失。因此，从实际应用的角度来看，硅负极的循环性能还远远不令人满意。为了克服硅带来的问题，已经提出了相当多的策略，包括将硅材料缩小到纳米级，如纳米颗粒、纳米线、双壁siox/si纳米管、纳米片、介孔硅海绵，这种纳米结构可以提供更大的空间，从而缓解了充电和放电过程中的较大体积变化，防止锂插入和提取时电极的粉化，都显示出大大提高的性能，不过，在实际应用中，作为电动汽车急需的材料仍然不能令人满意。这可能是由于缺乏有利的电子电导率，以及不稳定的固体电解质界面(sei)在循环时在si/电解质界面处的持续增长。因此，对硅阳极结构的新设计需求很高，以实现更长的循环寿命和更高的倍率能力。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了寻找一种适合钠离子电池的负极材料，而提出的基于nmwcnt构造c@siox/mose2@nmwcnt材料的合成方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种基于nmwcnt构造c@siox/mose2@nmwcnt材料的合成方法，包括如下步骤：
4、s1：将五氯化钼溶于第一次乙二醇溶液中，形成钼基金属有机配合物，钼基金属有机配合物中再加入三苯基氯硅烷和第二次乙二醇溶液，形成钼基硅金属有机配合物；
5、s2：向钼基硅金属有机配合物中加入nmwcnt进行超声，使nmwcnt分散均匀，同时使钼基硅金属有机配合物均匀吸附在nmwcnt表面，得到分散后溶液；
6、s3：将分散后溶液在惰性气体气氛下煅烧生成基于nmwcnt构造c@siox/mose2@nmwcnt材料，其中1≤x≤2。
7、进一步的改进，步骤s1中，五氯化钼与第一次乙二醇溶液的质量体积比为27.2：5.6mg/ml，五氯化钼与三苯基氯硅烷的质量比为27.2：29.4-147。
8、进一步的改进，步骤s1中，第一次乙二醇溶液和第二次乙二醇溶液的体积比为5.6：17。
9、进一步的改进，步骤s2中，nmwcnt与三苯基氯硅烷的质量比为8：29.4-147。
10、进一步的改进，步骤s3中，煅烧时的加热速率为5℃/min。
11、进一步的改进，步骤s3中，煅烧的方法为：在80℃的条件下加热4h，在180℃的条件下加热3h，在800℃的条件下加热4h。
12、进一步的改进，步骤s2中，超声4小时。
13、一种基于nmwcnt构造c@siox/mose2@nmwcnt材料的用途，所述基于nmwcnt构造c@siox/mose2@nmwcnt材料的合成方法如上所述，所述基于nmwcnt构造c@siox/mose2@nmwcnt材料用作制备电极材料的原料。
14、进一步的改进，所述电极材料制备方法如下：
15、将基于nmwcnt构造c@siox/mose2@nmwcnt材料与乙炔黑、羧甲基纤维素按质量比4:1:1混合研磨后，用水和乙醇作为溶剂搅拌形成浆料，然后均匀地涂在铜箔上即得到所述电极材料。
16、相对现有技术，本专利技术技术方案带来的有益技术效果：
17、本专利技术方以五氯化钼、三苯基氯硅烷、硒、nmwcnt、乙二醇为原料，通过超声处理、煅烧得到c@siox/mose2@nmwcnt三层异质结复合材料，这种三层材料结构稳定，具有良好的循环稳定性和优异的电化学性能，在5ag-1的高电流密度下循环1000次后还有415mah g-1的放电比容量，循环3000次后，还有353mah g-1的放电比容量。该方法相对现有技术来说，方法简单，原料易得，成本较低，有利于实现其规模化生产。
18、本专利技术通过将钼基金属化合物和有机硅混合形成混合溶液后，通过超声和煅烧工艺处理，成功制备c@siox/mose2@nmwcnt复合材料(图1)。通过xrd可以证实得到的c@siox/mose2@nmwcnt产物。当用作sib的电极负极材料时，在0.1ag-1的电流密度下，可以达到1568mah g-1的初始放电比容量，在5a g-1的高电流密度下循环1000次后还有415mah g-1的放电比容量，循环3000次后，还有353mah g-1的放电比容量，具有很好的循环稳定性以及较高的比容量。该复合材料的良好性能可归于以下因素。首先是硅的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于NMWCNT构造C@SiOx/MoSe2@NMWCNT材料的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的基于NMWCNT构造C@SiOx/MoSe2@NMWCNT材料的合成方法，其特征在于，步骤S1中，五氯化钼与第一次乙二醇溶液的质量体积比为27.2：5.6mg/ml，五氯化钼与三苯基氯硅烷的质量比为27.2：29.4-147。
3.如权利要求2所述的基于NMWCNT构造C@SiOx/MoSe2@NMWCNT材料的合成方法，其特征在于，步骤S1中，第一次乙二醇溶液和第二次乙二醇溶液的体积比为5.6：17。
4.如权利要求1所述的基于NMWCNT构造C@SiOx/MoSe2@NMWCNT材料的合成方法，其特征在于，步骤S2中，NMWCNT与三苯基氯硅烷的质量比为8：29.4-147。
5.如权利要求1所述的基于NMWCNT构造C@SiOx/MoSe2@NMWCNT材料的合成方法，其特征在于，步骤S3中，煅烧时的加热速率为5℃/min。
6.如权利要求1所述的基于NMWCNT构造C@SiOx/Mo
7.如权利要求1所述的基于NMWCNT构造C@SiOx/MoSe2@NMWCNT材料的合成方法，其特征在于，步骤S2中，超声4小时，步骤S3中惰性气体为氩气。
8.一种基于NMWCNT构造C@SiOx/MoSe2@NMWCNT材料的用途，其特征在于，所述基于NMWCNT构造C@SiOx/MoSe2@NMWCNT材料的合成方法如权利要求1-7任意所述，所述基于NMWCNT构造C@SiOx/MoSe2@NMWCNT材料用作制备电极材料的原料。
9.如权利要求8所述的基于NMWCNT构造C@SiOx/MoSe2@NMWCNT材料的用途，其特征在于，所述电极材料制备方法如下：
...【技术特征摘要】
1.一种基于nmwcnt构造c@siox/mose2@nmwcnt材料的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的基于nmwcnt构造c@siox/mose2@nmwcnt材料的合成方法，其特征在于，步骤s1中，五氯化钼与第一次乙二醇溶液的质量体积比为27.2：5.6mg/ml，五氯化钼与三苯基氯硅烷的质量比为27.2：29.4-147。
3.如权利要求2所述的基于nmwcnt构造c@siox/mose2@nmwcnt材料的合成方法，其特征在于，步骤s1中，第一次乙二醇溶液和第二次乙二醇溶液的体积比为5.6：17。
4.如权利要求1所述的基于nmwcnt构造c@siox/mose2@nmwcnt材料的合成方法，其特征在于，步骤s2中，nmwcnt与三苯基氯硅烷的质量比为8：29.4-147。
5.如权利要求1所述的基于nmwcnt构造c@siox/mose2@nmwcnt材料的合成方法，其特征在于，步骤s...
【专利技术属性】
技术研发人员：邱仁华，卞梦茹，杨寅材，魏甜甜，陈友文，尹双凤，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：
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