【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合材料，涉及纳米复合材料，尤其涉及一种八氰合钼酸锰纳米颗粒/碳纳米管(mn2[mo(cn)8]/cnts)复合材料的制备方法及其应用于水系锌离子电池正极。
技术介绍
0、技术背景
1、随着社会经济的快速发展，传统化石燃料的储量越来越少，人们对于能源的需求日益增加。需开发太阳能、水电、潮汐能、地热和风能等新型可再生能源。因此，必须开发大规模固定储能系统，以保证电力的分配和供应。可充电电池因其高效耐用而被认为是最有前途的储能设备。锂离子电池凭借其高能量密度和优异的循环性能成为储能领域的佼佼者。然而，考虑到锂离子电池安全性差、成本高，亟需探索安全、环保、低成本的替代电池系统。
2、最近，水系锌离子电池作为一种新兴的二次电池获得了研究者的青睐，金属zn在水系电解质中的稳定性以及合适的电极电位(-0.762v vs she)使其可以直接作为水系锌离子电池的负极。此外金属zn具有高理论容量(5854mah cm-3和820mah g-1)、储量丰富、价格低廉的优点。诸多的优势使水系锌离子电池有望成为今后大规模储能系统的首选。目前阻碍水系锌离子电池大规模应用的一个主要原因是缺乏合适的正极材料，所以探索新型高效的正极材料对于水系锌离子电池的发展具有重要的意义。
3、具有三维开放框架结构的普鲁士蓝类似物(pbas)由于其组成可调、合成简单等优点引起了科研人员的广泛关注。然而，pbas作为水系锌离子电池正极存在比容量低、循环稳定性差等问题。pbas的电化学储能性质可以归因于过渡金属离子的氧化还原行
技术实现思路
1、针对上述现有技术中存在的不足，本专利技术目的在于提供一种八氰合钼酸锰纳米颗粒/碳纳米管(mn2[mo(cn)8]/cnts)复合材料的制备方法。
2、技术方案
3、一种八氰合钼酸锰纳米颗粒/碳纳米管(mn2[mo(cn)8]/cnts)复合材料的制备方法，包括如下步骤：
4、(1)将羧基化多壁碳纳米管搅拌、超声分散于去离子水中，得到碳纳米管(cnts)分散液，称为溶液a，其中所述碳纳米管:去离子水的质量体积比为5～40mg:5～40ml，优选20mg:20ml；
5、(2)将锰源溶解在去离子水中，称为溶液b，其中所述锰源:去离子水的摩尔数体积比为0.5～2mmol:5～20ml，优选1mmol:10ml，所述锰源为氯化锰、硫酸锰、乙酸锰或硝酸锰，优选氯化锰；按体积比1:2将溶液b加入到溶液a中，超声、室温搅拌均匀后得混合溶液；
6、(3)配制八氰合钼(ⅳ)酸钾的去离子水溶液，称为溶液c，其中所述八氰合钼(ⅳ)酸钾:去离子水的质量体积比为115～460mg:10～30ml，优选230mg:20ml；
7、(4)按体积比2:3将溶液c加入到步骤(2)所得混合溶液中，加入异丙醇，其中所述异丙醇:溶液c的体积比为2.5～7.5ml:10～30ml，优选5ml:20ml，静置3天，所得沉淀离心分离，用去离子水及乙醇洗涤后60℃真空干燥，得到八氰合钼酸锰纳米颗粒/碳纳米管(mn2[mo(cn)8]/cnts)复合材料。
8、本专利技术所制得产物，其形貌为mn2[mo(cn)8]纳米颗粒的尺寸为30±10nm，附着于碳纳米管导电骨架表面。
9、本专利技术的第二个目的是，将所制得的复合材料应用于水系锌离子电池正极材料。
10、实验步骤如下：
11、将所制备的八氰合钼酸锰纳米颗粒/碳纳米管(mn2[mo(cn)8]/cnts)复合材料、乙炔黑、聚偏二氟乙烯(pvdf)以7:2:1的质量比混合在一起，经充分研磨后分散在n-甲基吡咯烷酮中，搅拌12h，然后将所得浆料以一定厚度均匀地涂覆在集流体石墨纸表面，60℃真空干燥去除溶剂n-甲基吡咯烷酮；干燥后将石墨纸切割成电极片备用。电池组装在室温大气环境下进行，锌片作为负极，电解液是3m znso4+0.1m mnso4水溶液。
12、本专利技术将纳米尺度的mn2[mo(cn)8]与碳纳米管结合制备mn2[mo(cn)8]/cnts复合材料，具有如下优势：
13、(1)本专利技术制得的mn2[mo(cn)8]具有三维通道结构能够容纳锌离子的嵌入/提取；
14、(2)mn2[mo(cn)8]中高锰含量可以在充放电过程中提供多电子转移的氧化还原行为，保证高比容量和工作电压；
15、(3)相较于传统的块状材料，纳米材料具有小尺寸和高比表面积的优势，使得电极材料充分和电解液接触，缩短锌离子扩散距离。
16、(4)碳纳米管的引入可以提高复合材料的导电性，避免纳米颗粒的团聚，并且有效地缓冲电极材料在充放电过程中的结构崩塌。这些优势使得复合材料表现出优越的电化学性能，用作水系锌离子电池正极材料时表现出较高的比容量(200mag-1时首次放电比容量达333mah g-1)和良好的循环稳定性(在2000ma g-1的电流密度下循环2000次后，容量保持率接近100％)。
17、有益效果
18、本专利技术采用原位自组装法，首先将mn2+通过静电作用吸附到羧基化碳纳米管上，然后加入[mo(cn)8]4-，通过共沉淀法制备出mn2[mo(cn)8]纳米粒子与碳纳米管的复合正极材料，该材料显示出了优异的储锌性能，具有潜在的应用前景。此方法简单可行、复合效果好、适于大规模生产。
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1.一种八氰合钼酸锰纳米颗粒/碳纳米管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所述的八氰合钼酸锰纳米颗粒/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述碳纳米管:去离子水的质量体积比为20mg:20 mL。
3.根据权利要求1所述的八氰合钼酸锰纳米颗粒/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述锰源:去离子水的摩尔数体积比为1mmol :10mL。
4.根据权利要求1所述的八氰合钼酸锰纳米颗粒/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述锰源为氯化锰。
5.根据权利要求1所述的八氰合钼酸锰纳米颗粒/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述八氰合钼酸钾:去离子水的质量体积比为230 mg:20mL。
6.根据权利要求1-5任一所述方法制备得到的八氰合钼酸锰纳米颗粒/碳纳米管复合材料。
7.根据权利要求6所述的八氰合钼酸锰纳米颗粒/碳纳米管复合材料，其特征在于：Mn2[Mo(CN)8]纳米颗粒的尺寸为30±10 nm，附着于碳纳
8.一种如权利要求6或7所述八氰合钼酸锰纳米颗粒/碳纳米管复合材料的应用，其特征在于：将其应用于水系锌离子电池正极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种八氰合钼酸锰纳米颗粒/碳纳米管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所述的八氰合钼酸锰纳米颗粒/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述碳纳米管:去离子水的质量体积比为20mg:20 ml。
3.根据权利要求1所述的八氰合钼酸锰纳米颗粒/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述锰源:去离子水的摩尔数体积比为1mmol :10ml。
4.根据权利要求1所述的八氰合钼酸锰纳米颗粒/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述锰源为氯化锰。
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