【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纳米材料，更具体地，涉及种一种二硒化钒修饰氧化石墨烯纳米复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、石墨烯具有导电率高、重量轻、机械强度高、结构灵活等优点，是生长和固定电极材料的理想基质。硒化物(mse2)具有优异的电化学性能，其中vse2的密度较mose2、wse2和snse2小，因此，其理论充放电容量较mose2、wse2和snse2高。此外，超薄纳米片vse2还具有金属性。vse2上述特点使其可作为优异的电极材料。利用vse2制备复合电极材料一般采用水热法，不仅需要经过长时间的加热，能耗大，而且利用水热法制得的基于vse2的复合电极材料，作为金属二次离子电池的负极材料，所组装的金属二次离子电池的电化学性能并不理想(在电流密度为0.1a·g-1时，电池容量仅达到131.8mah·g-1)。
2、因此，亟需开发一种基于vse2材料的金属二次离子电池的负极材料，制备方法简便，无需长时间的加热，能耗低，由其所组装的电池具有优异的电化学性能。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种二硒化钒修饰氧化石墨烯纳米复合材料及其制备方法和应用。本专利技术利用氧化石墨烯对二硒化钒进行包覆，所制得的二硒化钒修饰氧化石墨烯纳米复合材料进一步用作金属二次离子电池的负极材料，可提高电池的倍率性能与循环稳定性，而且本专利技术提供的方法无需长时间加热，能耗低，简便易操作。
2、本专利技术的第一方面提供一种二硒化钒
3、具体地，一种二硒化钒修饰氧化石墨烯纳米复合材料的制备方法，包括如下步骤：
4、将二硒化钒纳米材料加入氧化石墨烯分散液中，混合，得到悬浮液，去除溶剂，制得所述二硒化钒修饰氧化石墨烯纳米复合材料。
5、本专利技术将vse2纳米材料溶于氧化石墨烯分散液中，混合，去溶剂后，得到二硒化钒修饰氧化石墨烯纳米复合材料，不涉及长时间加热的过程，方法简便，能耗低，可降低生产成本。另外，本专利技术利用氧化石墨烯对vse2进行包覆，由于氧化石墨烯具有连续的三维网络骨架结构，因此，将vse2纳米材料均匀地负载在氧化石墨烯层之后，vse2纳米材料能够由连续的氧化石墨烯三维网络相互连接，本专利技术的制备方法不会改变vse2的物相，而且经过这种特殊包覆后：(1)复合材料中连续的片状氧化石墨烯所构成的骨架网络提高了材料的导电性；(2)复合材料的纳米结构可以有效缩短离子的传输路径，提高电解液与电极材料的接触面积，从而提高材料的离子电导率；另外，纳米结构有较大的比表面积，可提供更多的活性位点，增大电极-电解液的接触面积，同时增强了电荷转移速率，使得电极材料离子扩散快，这种结构使得材料拥有更多的赝电容性能，提高倍率性能；(3)vse2有效地阻止了电化学反应中电极材料的自团聚效应，起到缓冲循环过程中体积膨胀的作用，可作为金属二次离子电池理想的电极材料，更加有效地增强了电池的稳定性，vse2晶相具有良好的离子和电子传导能力，在电极测试中表现出优异的倍率性能和长循环寿命；(4)结构稳定，材料内部vse2和氧化石墨烯之间所形成的空隙在电池循环中可提供足够的空间以缓解体积膨胀，保证了电池的循环稳定性。综上，本专利技术所制得的二硒化钒修饰氧化石墨烯纳米复合材料的这些独特的结构使其可作为新型金属二次离子电池理想的电极材料，赋予电池优异的电化学性能，具有优异的倍率性能与循环稳定性。
6、优选地，所述氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯和二硒化钒纳米材料的质量比为(0.5-1.5)：(10-20)。
7、进一步优选地，所述氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯和二硒化钒纳米材料的质量比为(1-1.5)：(15-18)。
8、更优选地，所述氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯和二硒化钒纳米材料的质量比为1：15。
9、优选地，所述二硒化钒纳米材料的制备方法，包括如下步骤：
10、先将硒源和钒源混合，加入水，再加入酸溶液，进行溶剂热反应，得到悬浊液，离心，洗涤，干燥，制得所述二硒化钒纳米材料。
11、优选地，所述硒源为seo2和/或ses。
12、优选地，所述钒源为nh4vo3和/或navo3。
13、优选地，所述溶剂热反应的温度为150-200℃，和/或所述溶剂热反应的时间为12-36h。
14、优选地，所述氧化石墨烯分散液的制备方法，包括如下步骤：
15、将石墨烯氧化，得到氧化石墨烯，然后将氧化石墨烯分散到水中，得到氧化石墨烯分散液。
16、优选地，所述氧化石墨烯的制备方法，包括如下步骤：
17、先将石墨片和强酸混合，加热至30-50℃，加入氧化剂，在35-55℃下反应20-60min；然后加入水，再加入还原剂，离心清洗，制得氧化石墨烯。
18、优选地，所述强酸为浓硫酸和/或浓硝酸。
19、优选地，所述氧化剂为nano3、kmno4、k2cr2o7中的至少一种。
20、优选地，所述还原剂为h2o2、naoh、ca(oh)2、nahso3、na2so3中的至少一种。还原剂的作用是用于去除未反应的氧化剂。
21、优选地，所述混合的温度为20-40℃，和/或所述混合的时间为8-24h。
22、进一步优选地，所述混合的温度为25-40℃，和/或所述混合的时间为12-20h。
23、优选地，所述得到悬浮液后，进行后处理，所述后处理包括：将悬浮液在水中洗涤，离心。
24、优选地，所述去除溶剂的步骤为：在50-70℃中真空干燥5-15h。
25、优选地，所述二硒化钒纳米材料为纳米片结构。
26、进一步优选地，所述二硒化钒纳米材料的厚度为0.5-0.8μm，和/或所述二硒化钒的长度小于等于1μm。
27、本专利技术的第二方面提供一种二硒化钒修饰氧化石墨烯纳米复合材料。
28、一种二硒化钒修饰氧化石墨烯纳米复合材料，所述二硒化钒均匀地负载在氧化石墨烯上，所述氧化石墨烯为网络结构。
29、本专利技术的第三方面提供一种二硒化钒修饰氧化石墨烯纳米复合材料的应用。
30、一种二硒化钒修饰氧化石墨烯纳米复合材料在制备电池材料中的应用。
31、优选地，所述电池为金属二次离子电池。
32、优选地，所述金属二次离子电池为铝离子电池、镁离子电池、镁-锂混合电池中的一种。
33、优选地，所述电池材料为电池负极材料。
34、本专利技术的第四方面提供一种金属二次离子电池。
35、一种金属二次离子电池，包括正极和负极，所述负极的原料组分包括所述二硒化钒修饰氧化石墨烯纳米复合材料。
36、相对于现有技术，本专利技术的有益效果如下：
37、本专利技术将二硒化钒纳米材料和氧化石墨烯分散液混合，去除溶剂后得到二硒化钒修饰氧化石墨烯纳米复合材料，无需长时间加热，而且本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二硒化钒修饰氧化石墨烯纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯分散液中的氧化石墨烯和二硒化钒纳米材料的质量比为(0.5-1.5)：(10-20)。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二硒化钒纳米材料的制备方法，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂热反应的温度为150-200℃，和/或所述溶剂热反应的时间为12-36h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯分散液的制备方法，包括如下步骤：将石墨烯氧化，得到氧化石墨烯，然后将氧化石墨烯分散到水中，得到氧化石墨烯分散液。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合的温度为20-40℃，和/或所述混合的时间为8-24h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述去除溶剂的步骤为：在50-70℃中真空干燥5-15h。
8.一种二硒化钒修饰氧化石墨烯纳米复合材料，其特征在于，所述二硒化
9.权利要求8所述的二硒化钒修饰氧化石墨烯纳米复合材料在制备电池材料中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述电池为金属二次离子电池。
11.根据权利要求10所述的应用，其特征在于，所述金属二次离子电池为铝离子电池、镁离子电池、镁-锂混合电池中的一种。
12.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述电池材料为电池负极材料。
13.一种金属二次离子电池，其特征在于，包括正极和负极，所述负极的原料组分包括权利要求8所述二硒化钒修饰氧化石墨烯纳米复合材料。
...【技术特征摘要】
1.一种二硒化钒修饰氧化石墨烯纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯分散液中的氧化石墨烯和二硒化钒纳米材料的质量比为(0.5-1.5)：(10-20)。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二硒化钒纳米材料的制备方法，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂热反应的温度为150-200℃，和/或所述溶剂热反应的时间为12-36h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯分散液的制备方法，包括如下步骤：将石墨烯氧化，得到氧化石墨烯，然后将氧化石墨烯分散到水中，得到氧化石墨烯分散液。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合的温度为20-40℃，和/或所述混合的时间为8-24...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘思捷，刘永，宋亮，
申请(专利权)人：珠海清杰能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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