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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及储能材料制备与储能性能研究,具体涉及一种ni2p/nise2/mose2三元复合物的制备方法及应用。
技术介绍
1、随着化石燃料的快速消耗以及全球环境问题受到越来越多的关注,传统能源正面临着资源枯竭、污染排放严重等问题。而在目前的新能源中,太阳能虽然用之不竭,但是使用成本高昂,并且就目前的技术发展情况来看,在未来很长的一段时间还不能迅速发展和广泛使用,其他新能源也是如此,它们的规模受到环境、季节、地理位置等条件的限制,如风能、潮汐能、地热能等等。从整体上来看,由于可再生能源的输出连续性和稳定性差,要得到大规模的应用仍然有许多问题需要解决。高效能量存储技术已被公认为是支撑可再生能源发展的核心技术,得到世界各国的高度关注。因此,要高效利用可再生能源,必须配套发展高效、稳定、对环境友好的能量存储与转换装置。
2、超级电容器由于其高的功率密度和快速的充电/放电过程而引起了人们的极大关注。电极材料对超级电容器的性能起决定性作用,所以,超级电容器的电极材料被广泛研究,因而一些新型电极材料不断涌现。找到合适且性能优秀的电极材料可以很大程度提高超级电容器的性能,使其应用到更加广泛的领域,也对超级电容器的发展起着至关重要的作用。
3、金属磷化物在近期受到了极大的关注,由于其固有的半金属性质和高导电性,正在成为耐用和高性能的新兴电极材料。与碳和氮的原子半径相比,磷的原子半径更大,达到了0.109nm,金属磷化物也因此会表现出不同的结构,由于金属磷化物的离子特性,使其具有更多的促进电传导的自由电子。近一段时间,已
4、金属硒化物具有良好的导电性、金属性能,同时拥有出色的电化学活性,因其多电子反应机理而具备超高的理论容量。但是由于大量的离子在金属硒化物中反复的嵌入/嵌出,致使金属硒化物的体积发生变化,甚至结构发生严重的坍塌,这会使得其容量大幅度衰减。narayanasamy sabari arul等人通过水热法合成了nise2,在2mv/s的扫描速率下,表现出75f/g的比容量,在电流密度1ma/cm2的条件下经过5000次充放电循环后,其电容保持率为94%。表现出了良好的循环稳定性。
5、二硒化钼由于其独特的层状结构、稳定的共价mo-se键、良好的催化性能、巨大的比表面积、比氧化物更大的电导率、过渡金属离子的多价氧化态,以及嵌入适当大小的金属原子或有机分子以改变其物理性质的能力受到了极大的关注。但是层状的mose2非常容易塌陷和堆叠在一起,从而使得性能受到了巨大的影响。pazhamalai等人通过水热法合成了mose2纳米片用作超级电容器电极材料。在扫描速率为5mv/s的条件下,比电容为25.31f/g。
6、如上面所述,金属磷化物、金属硒化物以及二硒化钼作为超级电容器的电极性材料引起了人们的极大关注,但它们的比容量都相对较低,循环稳定性还不够理想,性能仍有很大的改进空间。通过多种类型的活性材料合成复合物,使复合物增加更丰富的氧化还原反应位点,从而在物理和化学上增强电荷存储机制,这引发了许多研究者对开发金属磷化物/金属硒化物/二硒化钼复合物的研究兴趣。开发结构合理的金属磷化物/金属硒化物/二硒化钼复合物,并将其应用于超级电容器,其优势如下:(1)具有大层间距的二硒化钼有利于电解质离子的扩散,提供了更加丰富的活性位点,这可以加快的法拉第氧化还原动力学;(2)金属磷化物与金属硒化物可以作为支撑层状二硒化钼的骨架,防止其发生塌陷或堆叠,形成良好的异质结构,并且可以扩大二硒化钼的层间距离,大层间距的二硒化钼可以提供更加丰富的活性位点,还可以增强电解质离子的扩散,这可以导致快速的法拉第氧化还原动力学,发挥三种物质的协同作用,提高其电化学性能。探索简便的三元复合物的制备方法,并将其作为超级电容器电极材料具有重大意义。
技术实现思路
1、为此,本专利技术提供一种ni2p/nise2/mose2三元复合物的制备方法及应用,ni2p与nise2具有较高的比容量,层状结构mose2具有良好的循环稳定性。因此合理的合成ni2p/nise2/mose2复合物,并将其作为超级电容器电极材料,发展前景非常广阔。
2、一种ni2p/nise2/mose2三元复合物的制备方法,包括以下步骤:
3、s1、将硒源和钼源溶解在含有还原剂的溶液中,并搅拌均匀,得混合溶液a;
4、s2、将混合溶液a转移到高温反应釜中,在一定温度下保温一段时间,得到的混合物经离心、去离子水和乙醇洗涤后,在真空干燥箱中干燥,得到mose2;
5、s3、将得到的mose2与镍源超声分散在乙二醇中,将得到的混合溶液b转入高温反应釜中,在一定温度下保温一段时间,将得到的产物用乙醇清洗数次,经真空干燥箱后,得到三元复合物的前驱体;
6、s4、将一定量的nah2po2与前驱体分别放置在坩埚中,在管式炉中,nah2po2置于惰性气流的上游、前驱体置于气流的下游,在惰性气体的保护下,将管式炉从室温升到400℃,并在400℃保温一段时间,然后在惰性气体保护下,自然冷却到室温,得到ni2p/nise2/mose2三元复合物。
7、优选的,在步骤s1中,所述硒源为硒粉,二氧化硒中的一种,所述钼源为二水钼酸钠、钼酸铵、乙酰丙酮钼中的任意一种。
8、优选的,在步骤s1中,所述还原剂为水合肼,水合肼:甲酰胺的体积比为1:3~3:1。进一步地,水合肼:甲酰胺的体积比优选为1:3。
9、优选的,在步骤s1中,钼与硒的原子比为1:2。
10、优选的,在步骤s2中,保温时的温度为200℃,保温时间为12h;在步骤s3中,保温时的温度为120℃,保温时间为12h。
11、优选的,在步骤s3中,所述镍源为七水硫酸镍、六水硝酸镍和四水醋酸镍中的任意一种。
12、优选的,在步骤s4中,所述nah2po2与所述前驱体的质量比为1:1~4:1。进一步地,nah2po2与前驱体的质量比优选为2:1。
13、优选的,在步骤s4中,所述惰性气体为氩气或氮气,所述惰性气体的流速为20~60ml/min。进一步地,惰性气体优选为氩气,流速优选为50ml/min。
14、优选的,在步骤s4中,升温速率为1~5℃/min,保温时间为1~2h。进一步地,升温速率优选为2℃/min,保温时间优选为2h。
15、本专利技术还公开了一种ni2p/nise2/mose2三元复合物的应用,利用上述方法制备的ni2p/nise2/mose2三元复合物制备成电极,并组装超级电容器,包括电极制备和储能性能测试,方法如下:
16、s100、电极制备本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种Ni2P/NiSe2/MoSe2三元复合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种Ni2P/NiSe2/MoSe2三元复合物的制备方法,其特征在于:在步骤S1中,所述硒源为硒粉,二氧化硒中的一种,所述钼源为二水钼酸钠、钼酸铵、乙酰丙酮钼中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种Ni2P/NiSe2/MoSe2三元复合物的制备方法,其特征在于:在步骤S1中,所述还原剂为水合肼,水合肼:甲酰胺的体积比为1:3~3:1。
4.根据权利要求1所述的一种Ni2P/NiSe2/MoSe2三元复合物的制备方法,其特征在于:在步骤S1中,钼与硒的原子比为1:2。
5.根据权利要求1所述的一种Ni2P/NiSe2/MoSe2三元复合物的制备方法,其特征在于:在步骤S2中,保温时的温度为200℃,保温时间为12h;在步骤S3中,保温时的温度为120℃,保温时间为12h。
6.根据权利要求1所述的一种Ni2P/NiSe2/MoSe2三元复合物的制备方法,其特征在于:在步骤S3中,所述镍源为七水硫酸镍、六水
7.根据权利要求1所述的一种Ni2P/NiSe2/MoSe2三元复合物的制备方法,其特征在于:在步骤S4中,所述NaH2PO2与所述前驱体的质量比为1:1~4:1。
8.根据权利要求1所述的一种Ni2P/NiSe2/MoSe2三元复合物的制备方法,其特征在于:在步骤S4中,所述惰性气体为氩气或氮气,所述惰性气体的流速为20~60mL/min。
9.根据权利要求1所述的一种Ni2P/NiSe2/MoSe2三元复合物的制备方法,其特征在于:在步骤S4中,升温速率为1~5℃/min,保温时间为1~2h。
10.根据权利要求1~9任意所述的一种Ni2P/NiSe2/MoSe2三元复合物应用于制备超级电容器,其特征在于,包括电极制备和储能性能测试,方法如下:
...【技术特征摘要】
1.一种ni2p/nise2/mose2三元复合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种ni2p/nise2/mose2三元复合物的制备方法,其特征在于:在步骤s1中,所述硒源为硒粉,二氧化硒中的一种,所述钼源为二水钼酸钠、钼酸铵、乙酰丙酮钼中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种ni2p/nise2/mose2三元复合物的制备方法,其特征在于:在步骤s1中,所述还原剂为水合肼,水合肼:甲酰胺的体积比为1:3~3:1。
4.根据权利要求1所述的一种ni2p/nise2/mose2三元复合物的制备方法,其特征在于:在步骤s1中,钼与硒的原子比为1:2。
5.根据权利要求1所述的一种ni2p/nise2/mose2三元复合物的制备方法,其特征在于:在步骤s2中,保温时的温度为200℃,保温时间为12h;在步骤s3中,保温时的温度为120℃,保温时间为12h。
6.根...
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