MoS₂带孔纳米片/石墨烯电化学贮钠复合电极及制备方法

摘要

本发明公开了一种MoS_2­带孔纳米片/石墨烯电化学贮钠复合电极及其制备方法，其电化学贮钠活性物质为MoS_2­带孔纳米片/石墨烯的复合纳米材料，复合纳米材料中MoS₂带孔纳米片和石墨烯的物质的量之比为1:1‑1:3，MoS₂带孔纳米片为单层和少层数，复合电极的组分及其质量百分比含量为：MoS₂带孔纳米片/石墨烯复合纳米材料为80%，乙炔黑10％，羧甲基纤维素5%，聚偏氟乙烯5％。制备步骤：先制备得到MoS₂带孔纳米片/石墨烯复合纳米材料，然后与乙炔黑、羧甲基纤维素及聚偏氟乙烯调成浆料涂到集流体，干燥滚压得到。本发明的复合电极具有高的可逆贮钠容量，优异的循环性能和增强的倍率特性，具有广泛应用前景。

主权项

一种MoS₂带孔纳米片/石墨烯电化学贮钠复合电极,其特征在于，所述复合电极的电化学贮钠活性物质为MoS₂带孔纳米片/石墨烯的复合纳米材料，复合纳米材料中MoS₂带孔纳米片和石墨烯的物质的量之比为1:1‑1:3，所述MoS₂带孔纳米片为少层数的层状结构，少层数的层状结构是指层数在6层以下的层状结构，所述复合电极的组分及其质量百分比含量为：MoS₂带孔纳米片/石墨烯复合纳米材料80％，乙炔黑10％，羧甲基纤维素5％，聚偏氟乙烯5％，所述复合电极的制备方法按以下步骤进行：(1)将氧化石墨烯超声分散在去离子水中，加入阳离子型柱[5]芳烃超分子，并充分搅拌，然后依次加入L‑半胱氨酸和钼酸钠，并不断搅拌使L‑半胱氨酸和钼酸钠完全溶解，L‑半胱氨酸和钼酸钠用量的物质的量之比为5:1，钼酸钠与氧化石墨烯的物质的量之比为1:1‑1:3，阳离子型柱[5]芳烃超分子的结构式如下：(2)将步骤(1)得到的混合分散体系转移到水热反应釜中，并加入去离子水调整体积至水热反应釜标称体积的80％，阳离子型柱[5]芳烃超分子的摩尔浓度为0.001mol/L，氧化石墨烯的摩尔浓度为30‑65mmol/L，将该反应釜放入恒温烘箱里，在230‑250℃下水热反应24h后，让其自然冷却至室温，用离心分离收集水热固体产物，并用去离子水充分洗涤，在100℃下真空干燥，将得到的水热固体产物在氮气/氢气混合气氛中在800℃下热处理2h，混合气体中氢气体积分数为10％，最后制备得到MoS₂带孔纳米片/石墨烯的复合纳米材料；(3)将上述制备的MoS₂带孔纳米片/石墨烯复合纳米材料作为制备复合电极的电化学贮钠活性物质，与乙炔黑、羧甲基纤维素及质量分数5％的聚偏氟乙烯的N‑甲基吡咯烷酮溶液在搅拌下充分混合调成均匀的浆料，将该浆料均匀地涂到作为集流体的铜箔上，真空干燥，滚压得到MoS₂带孔纳米片/石墨烯电化学贮钠复合电极。