[发明专利]一种M-MoS2

说明书

本发明公开了一种M‑MoSsubgt;2/subgt;@Tisubgt;3/subgt;Csubgt;2/subgt;Tsubgt;x/subgt;异质结构材料及其构建方法和应用，属于电化学储能技术领域，该材料的构建方法包括以下步骤：将尿素、三氧化钼、硫代乙酰胺、Tisubgt;3/subgt;Csubgt;2/subgt;Tsubgt;x/subgt;加入水中，并使其溶解得到反应液；将反应液转移至反应容器中进行水热反应，反应结束后自然冷却至室温；取出反应容器内的固体沉淀物，依次经过洗涤、干燥后得到固体粉末，即最终产物。本发明采用一步水热法制备得到了具有优异电化学性能的M‑MoSsubgt;2/subgt;@Tisubgt;3/subgt;Csubgt;2/subgt;Tsubgt;x/subgt;异质结构材料，该材料具有高比电容值、高倍率性能、高循环稳定性等性能。本发明提供的制备方法原料易得、成本低、制备工序简单，适用工业化推广应用。

技术领域

本发明属于电化学储能技术领域，具体涉及一种M-MoS₂@Ti₃C₂T_x异质结构材料及其构建方法和应用。

背景技术

过渡金属二硫族化合物(TMD)是典型的二维材料，具有特殊的能带结构、半导体或超导性质等。MoS₂作为TMD的代表性成员，其层间通过范德华力结合，允许电解液离子的嵌入，使其成为超级电容器、二次电池、电催化等领域的热点材料。MoS₂的性质与其晶体结构密切相关，主要有两种典型的晶体结构，分别是2H半导体相(S-MoS₂)和1T金属相(M-MoS₂)。S-MoS₂的单层带隙约为1.9eV，表现出半绝缘性，不利于其用于能量存储的超级电容器电极材料。M-MoS₂比S-MoS₂具有更高的导电性，表现出金属特性，且其层间距约为0.95nm，约为S-MoS₂(～0.6nm)的1.5倍，有利于获得更多的插层型赝电容，进而表现出高比电容值。然而，M-MoS₂的比电容值随着电流密度的增加下降的很快，倍率性能较差。通过M-MoS₂与高导电材料复合，制备异质结构，可以提高其倍率性能。

过渡金属碳/氮化物(MXene)作为新型二维材料，其化学通式为M_n+1X_nT_x(例如，Ti₃C₂ MXene也可以写成Ti₃C₂T_x)，其中T_x为MXenes的表面官能团(如，O、F和OH)，Ti₃C₂T_x作为第一个被报道的MXene，具有超高的电子电导率，达到150000S m^-1，作为超级电容器电极时表现出优异的倍率性能以及循环稳定性。

因此，通过组装M-MoS₂与Ti₃C₂T_x，构建M-MoS₂@Ti₃C₂T_x异质结构，有望可以获得高电容值、高倍率性能的材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种M-MoS₂@Ti₃C₂T_x异质结构材料及其构建方法和应用，以解决现有技术中M-MoS₂性能不稳定和倍率性能较差的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种M-MoS₂@Ti₃C₂T_x异质结构材料的构建方法，包括以下步骤：