[发明专利]一种三氧化钼@二硫化钼核壳异质结构的纳米复合材料、制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种三氧化钼@二硫化钼核壳异质结构的纳米复合材料、制备方法及其应用，在密闭的高温高压反应釜中，采用二次蒸馏水作为反应溶剂，加入钼酸钠、盐酸，通过加热反应体系，产生一个高温高压的环境而制备纳米带状的三氧化钼前驱体，随后，采用二次蒸馏水作为反应溶剂，纳米带状的三氧化钼、硫脲、盐酸，通过加热反应体系，产生一个高温高压的环境而制备的三维多孔片状的三氧化钼@二硫化钼核壳异质结构的纳米复合材料。与现有技术相比，本发明产物纯度高、分散性好、且可控制，生产成本低，重现性好，不仅具有很大的比表面积，有利于电解液对电极材料的浸润，在储能方面具有很大潜在的应用价值。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种三氧化钼@二硫化钼核壳异质结构的纳米复合材料、制备方法及其应用。

背景技术

可充电池，尤其是锂离子电池，正在颠覆人们的生活方式和能源利用方式，开启人类新能源时代的新篇章。锂离子电池技术的发展极大地推动了近些年智能手机的普及应用，其高能量密度支撑智能手机向更轻薄、更便捷、更多功能化的方向发展。在交通领域，锂离子电池的高能量密度辅以先进的电池管理系统，让新能源电动汽车十分受欢迎。除此之外，锂离子电池以及其他一些高效低价的电池储能体系正在为新能源如风能和太阳能的普及应用提供强有力的支持。

而目前电子产品的不断的飞速发展，对于电池的要求也越来越高，而传统的电池的能量密度和功率密度已远远不能满足商业的要求然而，以石墨为代表的锂离子电池负极材料，因其理论比容量低(370mAh/g)，极大地限制了锂离子电池的能量密度。加上化石燃料的枯竭和相关的负面环境影响，正在促使人们探究高性能的锂离子负极材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三氧化钼@二硫化钼核壳异质结构的纳米复合材料及其制备方法，采用刻蚀法制备，以纳米带状的三氧化钼为前驱体，用硫在其表面刻蚀而形成多孔片状的三氧化钼@二硫化钼核壳异质结构的纳米复合材料，此复合材料具有很大的比表面积和结构稳定性，有很好的储锂性能。

本发明还提供了一种三氧化钼@二硫化钼核壳异质结构的纳米复合材料在锂离子电池上的应用。

本发明采用的具体技术方案如下：

一种三氧化钼@二硫化钼核壳异质结构的纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将钼酸钠溶解于二次蒸馏水中并加入盐酸，得混合溶液，将混合溶液转移至高温反应釜中，水热反应，结束后，自然冷却至室温，之后，通过离心，收集产物，洗涤、真空干燥，即可得纳米带状的三氧化钼前驱体；

S2：将步骤S1合成的纳米带状三氧化钼加入到二次蒸馏水中搅拌至溶液均匀，再加入盐酸和硫脲，搅拌，再将所得溶液转移至高温反应釜中，水热反应，结束后，自然冷却至室温，之后，通过离心，收集产物，洗涤、真空干燥，得三维多孔片状的三氧化钼@二硫化钼核壳异质结构的纳米复合材料。

步骤S1中所述水热反应是指180℃水热反应12h；

步骤S1中钼酸钠和盐酸溶液中HCl的摩尔比为1:2-3。

步骤S1中钼酸钠在混合溶液中的浓度≥0.2mol L^-1，HCl在混合溶液中的浓度0.4-0.6molL^-1，所用二次蒸馏水的体积≥70mL。

步骤S2中所述水热反应是指180℃-200℃水热反应24h。

步骤S2中三氧化钼、硫脲和盐酸中HCl的摩尔比1:2-4:10。

步骤S2三氧化钼在混合溶液中的浓度≥0.04mol L^-1，硫脲在混合溶液中的的浓度为0.08mol L^-1-0.16mol L^-1，HCl在混合溶液中的的浓度≥0.4mol L^-1，二次蒸馏水的体积≥70mL。