CN110391089A - 一种MoS2@CoS2复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电化学技术领域，公开了一种MoS2@CoS2复合材料的制备方法及其应用。将钼酸钠、硝酸钴、硫脲按照一定摩尔比溶解在盛有一定体积比的离子水和无水乙醇混合液中，磁力搅拌10‑30 min，再超声10‑40 min，将所得体系转移至水热釜中，60‑200°C水热12‑72 h，冷却至室温后，取出反应液，分离得到沉淀物，清洗、烘干后，即得MoS2@CoS2复合材料。本发明通过MoS2@CoS2复合材料的制备，将其作为超级电容器的电极材料，电容器的电化学性能得到了极大的提升，具有很广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于电化学技术领域，具体涉及一种MoS2@CoS2复合材料的制备方法及其应用。
背景技术
环境污染及化石燃料的日益消耗迫使人类不仅要开发出新型清洁能源控制污染源的排放而且要发展更为先进高效的能量储存材料的装置。超级电容器以其高功率密度和高循环稳定性的特点填补了常规介电电容器（高功率密度，低能量密度）和电池（高能量密度，低功率密度）之间的空隙，因此被认为是未来最有前途的新型储能器件，并被广泛应用于诸多领域。过渡金属二硫化物具有与石墨烯相似的层状结构,层与层之间通过范德华力相互作用,具有易剥离,易与其他物质相结合等特性。此外,过渡金属硫化物还具有丰富的氧化还原中心、高的理论电容等特性,被认为是一种很有应用前景的电极材料。然而,采用单一一种过渡金属硫化物作为超级电容器的电极材料时,仍然存在能量密度低等缺点,严重限制了这类材料的广泛应用。导致这种现象的原因是过渡金属硫化物的导电性差,而且也很容易发生团聚,其比表面积会大大降低,这些都大大降低了其在实际应用中的性能。
发明内容
为了解决现有技术中采用单一一种过渡金属硫化物作为超级电容器的电极材料时,仍然存在能量密度低等问题，本发明基于对过渡金属硫化物电极材料电化学性能进行了深入的研究基础上，进行了过渡金属硫化物与过渡金属硫化物复合，利用相互性能优势，促进复合材料的电化学性能，进而完成了本发明。
本发明目的在于提供一种MoS2@CoS2复合材料的制备方法，并将其应用到超级电容器中。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种MoS2@CoS2复合材料的制备方法，步骤如下：（1）将钼酸钠、硝酸钴、硫脲按照一定摩尔比溶解在盛有一定体积比的去离子水和无水乙醇混合液中；（2）将步骤（1）中所得混合液磁力搅拌10-30 min，再超声10-40 min；（3）将步骤（2）中所得体系转移至水热釜中，60-200 °C水热12-72 h，冷却至室温后，取出反应液，分离得到沉淀物，清洗、烘干，即得MoS2@CoS2复合材料。
所述制备方法制备的MoS2@CoS2复合材料。
所述MoS2@CoS2复合材料在超级电容器中的应用。
进一步，MoS2@CoS2复合材料作为电极材料。
本发明与现有技术相比具有以下优点：（1）本发明通过简单的水热法制备了MoS2@CoS2复合材料，且无需后处理；（2）本发明合成的MoS2@CoS2复合材料可以用于光电催化和储能等领域的研究；（3）本发明制备方法简单，反应条件温和，产物稳定等特点。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的MoS2@CoS2复合材料的X 射线衍射曲线图；图2为本发明实施例1制备的MoS2@CoS2复合材料在不同扫速下的循环伏安曲线图；图3为本发明实施例1制备的MoS2@CoS2复合材料在不同电流密度下的充放电曲线图；图4为本发明实施例1制备的MoS2@CoS2复合材料的在不同电流密度下的比电容曲线图；图5为本发明实施例1制备的MoS2@CoS2复合材料在5 A g-1电流密度下循环稳定性曲线图。
具体实施方式
实施例一
将钼酸钠、硝酸钴、硫脲按照一定摩尔比（1:1:5）溶解在盛有一定体积比（1:1）的去离子水和无水乙醇混合液中，磁力搅拌30 min，再超声20 min。然后将混合液转移至水热釜中，180 °C水热24 h，冷却至室温后，取出反应液，分离得到沉淀物，清洗、烘干后，即得MoS2@CoS2复合材料。
对本发明实施例1中制备的MoS2@CoS2复合材料作物理及电化学性能测试，结果如图 1-5。
如图1所示，所制备的复合材料X 射线衍射曲线图显示同时具有MoS2和CoS2的特征晶面值，说明合成了目标材料；图2为MoS2@CoS2复合材料在不同的扫描速度下，在2 mol/LKOH溶液为电解质溶液的循环伏安曲线，循环曲线图中具有明显的氧化还原峰，并且对称分布，表现为典型的法拉第赝电容；图3为MoS2@CoS2超级电容器电极材料在3-15 A/g的电流密度下，以2 mol/L KOH为电解质溶液的充放电性能测试曲线，曲线偏离了对称三角形的曲线模型。结合图2，说明MoS2@CoS2复合材料的储能机理模型为法拉第赝电容模型；图4为对应图3电流密度下的比电容数据，由图可以看出，随着电流密度的增大，材料比电容减小，但下降趋势平缓，说明其具有良好的容性行为；图5为以MoS2@CoS2超级电容器电极材料在5 A/g的电流密度下，以2 mol/L KOH为电解质溶液的循环稳定性测试曲线，经过500圈的充放电测试，以MoS2@CoS2复合电极材料仍然表现出较大的比电容，下降幅度比较小，说明其具有良好的循环稳定性。
实施例二
将钼酸钠、硝酸钴、硫脲按照一定摩尔比（2:1:5）溶解在盛有一定体积比（1:1）的去离子水和无水乙醇混合液中，磁力搅拌30 min，再超声20 min。然后将混合液转移至水热釜中，180 °C水热24 h，冷却至室温后，取出反应液，分离得到沉淀物，清洗、烘干后，即得MoS2@CoS2复合材料。
实施例三
将钼酸钠、硝酸钴、硫脲按照一定摩尔比（3:1:5）溶解在盛有一定体积比（1:1）的去离子水和无水乙醇混合液中，磁力搅拌30 min，再超声20 min。然后将混合液转移至水热釜中，180 °C水热24 h，冷却至室温后，取出反应液，分离得到沉淀物，清洗、烘干后，即得MoS2@CoS2复合材料。
实施例四
将钼酸钠、硝酸钴、硫脲按照一定摩尔比（1:1:5）溶解在盛有一定体积比（1:2）的去离子水和无水乙醇混合液中，磁力搅拌30 min，再超声20 min。然后将混合液转移至水热釜中，180 °C水热24 h，冷却至室温后，取出反应液，分离得到沉淀物，清洗、烘干后，即得MoS2@CoS2复合材料。
实施例五
将钼酸钠、硝酸钴、硫脲按照一定摩尔比（1:1:5）溶解在盛有一定体积比（2:1）的去离子水和无水乙醇混合液中，磁力搅拌30 min，再超声20 min。然后将混合液转移至水热釜中，180 °C水热24 h，冷却至室温后，取出反应液，分离得到沉淀物，清洗、烘干后，即得MoS2@CoS2复合材料。
实施例六
将钼酸钠、硝酸钴、硫脲按照一定摩尔比（1:1:5）溶解在盛有一定体积比（1:1）的去离子水和无水乙醇混合液中，磁力搅拌30 min，再超声20 min。然后将混合液转移至水热釜中，180 °C水热12 h，冷却至室温后，取出反应液，分离得到沉淀物，清洗、烘干后，即得MoS2@CoS2复合材料。
实施例七
将钼酸钠、硝酸钴、硫脲按照一定摩尔比（1:1:5）溶解在盛有一定体积比（1:1）的去离子水和无水乙醇混合液中，磁力搅拌30 min，再超声20 min。然后将混合液转移至水热釜中，180 °C水热24 h，冷却至室温后，取出反应液，分离得到沉淀物，清洗、烘干后，即得MoS2@CoS2复合材料。
Claims (6)
1.一种MoS2@CoS2复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）将钼酸钠、硝酸钴、硫脲按照一定摩尔比溶解在盛有一定体积比的去离子水和无水乙醇混合液中；（2）将步骤（1）中所得混合液磁力搅拌10-30 min，再超声10-40 min；（3）将步骤（2）中所得体系转移至水热釜中，60-200 °C水热12-72 h，冷却至室温后，取出反应液，分离得到沉淀物，清洗、烘干后，即得MoS2@CoS2复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种MoS2@CoS2复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的钼酸钠、硝酸钴、硫脲按照一定摩尔比为1:1:5-3:1:5，去离子水和无水乙醇，其体积比为：1:3-2:1。
3.根据权利要求1所述的一种MoS2@CoS2复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的分离得到沉淀物，清洗、烘干，清洗液为去离子水、无水乙醇、丙酮的一种或多种；烘干温度为：60-80 °C。
4.如权利要求1-3之任一项所述制备方法制备的MoS2@CoS2复合材料。
5.如权利要求4所述MoS2@CoS2复合材料在超级电容器中的应用。
6.如权利要求5所述的应用，其特征在于：MoS2@CoS2复合材料作为电极材料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20191029 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |