[发明专利]一种空心纳米过渡金属硫化物/碳复合材料及制备方法

摘要

本发明旨在提供一种纳米过渡金属硫化物/碳复合材料，在碳载体表面覆载粒径为30～50nm且呈空心结构的过渡金属硫化物颗粒。本发明提供了一种制备方法，先采用溶液化学沉积法得到超细多孔过渡金属氧化物/碳前驱体，再采用水热法进行阴离子交换反应制备具有空心纳米结构的过渡金属硫化物/碳复合材料。本发明的过渡金属硫化物基/碳复合材料具有高的首次可逆容量和稳定的循环性能，是具有应用前景的高性能电化学储能器件电极材料。制备过程中不需要使用任何模板剂，原料廉价易得，合成工艺简单易实现，温度低，环境友善、设备要求低以及产品质量稳定且工艺重复性能好，适合大规模工业化生产。

主权项

1.一种制备纳米过渡金属硫化物/碳复合材料的方法，在碳载体表面覆载过渡金属硫化物；过渡金属硫化物颗粒呈空心结构，粒径为30～50nm，外壳层厚度为6～8nm，内部空腔尺寸为20～35nm；碳载体为碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维、碳球或活性碳中的一种或多种；其特征在于：将经表面氧化处理后的碳载体材料分散于由可溶于水的有机溶剂与水组成的混合溶剂中，向其中加入过渡金属的可溶性盐和选自氨水、尿素、或六亚甲基四胺中的一种化合物，之后于70～120℃回流反应10～25h，得到过渡金属氧化物/碳前驱体，碳载体为碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维、碳球或活性碳中的一种或多种；将过渡金属氧化物/碳前驱体分散于水溶性无机硫化盐水溶液中，于80～120℃，反应1～20h，经分离后除去溶剂，得到纳米过渡金属硫化物复合材料；过渡金属的可溶性盐的浓度为0.005～0.03mol/L，水溶性无机硫化盐水溶液浓度为0.08～0.5mol/L。