[发明专利]RuS2

说明书

本发明涉及RuS₂中空介孔纳米球的制备方法及其产品和应用，属于无机介孔纳米球的制备技术领域。本发明公开了一种RuS₂中空介孔纳米球的制备方法，该方法首先通过在氩气气氛下将钌盐加入有机胺、硫粉和基苯乙烯内核(PS/AA)的混合溶液中进行油浴反应，然后加入水(H₂O)、乙醇(EtOH)和盐酸(HCl)组成的混合溶液再进行油浴反应，离心、四氢呋喃(THF)洗涤和真空干燥即可制备得到RuS₂中空介孔纳米球。该制备方法简单，容易操作。本发明公开了一种RuS₂中空介孔纳米球，用扫描和透射电镜观察微球形貌和粒径，用氩吸附比表面仪测定微球孔径，其中孔径分布在2～12nm之间，具有充放电性能，能够在太阳能电池中具有广泛的应用。

技术领域

本发明属于无机介孔纳米球的制备技术领域，涉及RuS₂中空介孔纳米球的制备方法及其产品和应用。

背景技术

随着城市化进程的加快，对能源的需求大大增加。然而，化石燃料逐渐枯竭，环境污染日益加剧，因此开发低成本、环保和高效的能量储存与转换材料迫在眉睫。目前，用于电化学能量存储和转换的主要器件有太阳能电池、燃料电池、锂电池和超级电容器。其中，超级电容器是一种介于传统电容器与二次电池之间的电化学储能装置，具有比传统电容器更高的比电容和能量密度以及比电池更高的功率密度，且循环寿命长，充放电效率高，工作温度范围宽，绿色环保，可以填补传统电容器与电池之间的空白。

RuS₂是一种常见的过渡金属硫化物，在自然界中多以的形式存在，环境相容性好，具有较高的稳定性和优异的光电性能，在光催化和锂离子电池电极材料等领域具有广泛的应用前景，对于RuS₂的超级电容性能，目前仅有少量研究。

因此，有必要研究新的RuS₂材料以改善现有的RuS₂材料的性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供RuS₂中空介孔纳米球的制备方法；本发明的目的之二在于提供RuS₂中空介孔纳米球；本发明的目的之三在于提供RuS₂中空介孔纳米球在太阳能电池中的应用。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1.RuS₂中空介孔纳米球的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将聚苯乙烯内核、有机胺和硫粉按照0.1:20～40:8，g:mL:mmol的比例混合，在氩气气氛下加入含有钌盐的水溶液，油浴中回流反应60～85h，在反应过程中间隔性添加有机胺，反应结束后在185～205℃下保温10～30h，自然冷却至室温，离心得到固体；

(2)向所述固体中加入由水(H₂O)、乙醇(EtOH)和盐酸(HCl)组成的混合溶液，室温下搅拌36～48h，然后在油浴中回流5～10h；

(3)反应结束后离心分离，所得固体粗产物用四氢呋喃、乙醇和去离子水反复洗涤，真空干燥后研磨得到浅黄色固体粉末即为所述RuS₂中空介孔纳米球。

优选的，步骤(1)中所述聚苯乙烯内核为聚苯乙烯/丙烯酸(PS/AA)和聚苯乙烯/丙烯酰胺(PS/AM)；

步骤(1)中所述有机胺为三乙醇胺、二乙醇胺、三乙胺或二乙胺中的任意一种或几种；

所述含有钌盐的水溶液中钌盐的浓度为0.1～0.4mol/L，所述硫粉与钌盐中钌的摩尔比为2:1；

所述钌盐为RuCl₃·3H₂O、Ru(OAc)₃或RuI₃中的任意一种或几种。