[发明专利]一种SiO2-MoS2电极材料、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种SiO₂‑MoS₂电极材料、制备方法及应用，采用操作简便的水热法制备出了在MoS₂中复合少量二氧化硅微球的SiO₂‑MoS₂电极材料。经过一系列电化学测试后，当SiO₂添加量为1mL时，SiO₂‑MoS₂材料有最优的电化学性能。当电流密度为5A g^‑1时，SiO₂‑MoS₂电容值为1448.5F g^‑1。相对于单一的MoS₂，复合了少量SiO₂样品的电化学性能得到了较大的提高。因此，SiO₂‑MoS₂是一种非常有潜能的电极材料，这也为日后人们研究别的复合介质提高单一电极材料的电化学性能提供了重要依据。

技术领域

本发明属于过渡金属硫化物材料领域，具体涉及一种SiO₂-MoS₂电极材料、制备方法及应用。

背景技术

随着社会的不断发展，寻找替代煤和石油等化石燃料的可再生资源已成为一项重大挑战。作为一种新型的储能装置，超级电容器因高功率密度、短充电时间、循环寿命长和高电容等优异的性能而受到人们大的广泛关注。

作为超级电容器的重要组成部分，电极材料的性能直接影响着超级电容器这种新型储能设备的发展速度与应用前景。与常用于双电层电容器的碳材料相比，用于赝电容的材料(过渡金属氧化物、硫化物、氢氧化物和导电聚合物)由于存在着表面氧化还原反应而呈现出较好的电化学性能。因此，将大量的精力投入到对赝电容电极材料的研究中是非常有必要的。到目前为止，过渡金属二硫化物(TMD)由于其具有的半导体行为和特定结构而引起了人们极大的兴趣。作为TMD的重要成员，具有层状结构的MoS₂是非常有应用前景的一种电极材料，因为它可以表现出比金属氧化物更好的导电性能。此外，Mo的不同氧化态与氧化还原反应有关，这也反映了其良好的赝电容特性。更重要的是，大的比表面积是决定电极材料是否有好的性能的先决条件。然而，单个电极材料通常具有相对小的比表面积，因此实际获得的比电容不是特别理想。为了解决这个问题，将少量物质掺入到MoS₂电极材料中是改善其电化学性能的一种有效的方法。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种SiO₂-MoS₂电极材料、制备方法及应用，通过研究发现通过水热反应将二氧化硅微球复合到花样状的MoS₂中，其中获得的样品拥有比单一的MoS₂更大的比表面积，即更多的活性位点被产生，因此制得的SiO₂-MoS₂样品的电化学性能被显著的提高，这对超级电容器这种储能设的快速发展奠定了一定的基础。

本发明采取的技术方案为：

一种SiO₂-MoS₂电极材料，所述的电极材料为在纳米级的多面体MoS₂中掺入SiO₂。

可选的，所述的SiO₂为二氧化硅微球，微球粒径范围为0～1μm；微球的掺入量为0.02～0.08g。

可选的，所述的纳米级的多面体MoS₂由纳米片和圆球状结构组成。

可选的，所述的SiO₂-MoS₂电极材料的制备包括：

SiO₂、硫脲和钼酸铵制备成混合溶液，通过水热法进行电极材料的生长；

SiO₂、硫脲和钼酸铵三者的质量比为0.02～0.08：1.304：0.7062。