[发明专利]一种带电Bi2S3纳米棒@RGO复合结构的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料制备领域，特别涉及一种具有良好电化学性能的带电Bi₂S₃纳米棒RGO复合结构的制备。

背景技术

碳系材料如块体石墨、碳纳米管、石墨烯等因具有原料丰富、绿色无毒、成本低廉等优势，因此在能源产业中的电池领域方面具有广泛的应用价值。特别是还原氧化石墨烯（RGO），因具有良好的动力学性能和电学性能，在碳系材料中最为接近电池阳极材料的要求，但循环容量损失率较高是限制其应用的主要问题。金属硫族化合物碳基复合结构对降低循环容量损失具有明显的改善作用。

2012年，SathishM等人用SnS₂纳米颗粒修饰超薄石墨烯片后极大提高了锂电存储。

2013年，GuY等人采用了CoSRGO复合结构用于限高容量的锂电池制备。

此外，ZhaoY等人则制备了Bi₂S₃CNT（碳纳米管）复合结构用于提高锂电池容量获得良好效果，但在现有的制备方法中，流程复杂和使用昂贵仪器使得制备相关复合结构的成本过高，极大地限制了后续使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种制备过程简单，成本低廉的带电Bi₂S₃纳米棒RGO复合结构的制备方法，是通过在Bi₂S₃纳米棒核上沉积RGO壳层制得Bi₂S₃纳米棒RGO核壳结构。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种带电Bi₂S₃纳米棒RGO复合结构的制备方法，其创新点在于：包括如下步骤：

（1）将2mmol的可溶性铋盐溶于50ml的同源酸溶液中形成无色透明溶液；

（2）将5-10mg的氧化石墨烯超声分散在50ml的去离子水中，之后加入步骤（1）中的无色透明溶液，形成黑色混合溶液；

（3）向步骤（2）形成的黑色混合溶液中加入5mmol的硫代乙酰胺，然后静置24-48小时至有黑色絮状沉淀物出现，再取出黑色絮状沉淀物，用去离子水冲洗至pH值为7；

（4）将步骤（3）中反应后的产物分散在质量浓度为50%的水合肼溶液中，并采用磁力搅拌器连续搅拌8-12小时至出现黑色沉淀物；

（5）将步骤（4）中的黑色沉淀物进行离心提纯，之后先用乙醇洗涤3次，再用去离子水洗涤3次，最后在真空干燥箱中于70℃下干燥4-6小时，即可制得电化学性能良好的带电Bi₂S₃纳米棒RGO复合结构。

进一步地，所述步骤（1）中可溶性铋盐为五水硝酸铋或氯化铋，所述五水硝酸铋对应的同源酸为硝酸，氯化铋对应的同源酸为盐酸。

进一步地，所述同源酸的摩尔浓度为2mol/L～4mol/L。

进一步地，所述步骤（5）中离心提纯的转速应控制在3000-6000r/min。

本发明的优点在于：

（1）本发明带电Bi₂S₃纳米棒RGO复合结构的制备方法，能够快速、稳定地得到Bi₂S₃纳米棒RGO复合结构，重复性高，过程简单且无需大型昂贵仪器支撑，所制备的Bi₂S₃纳米棒RGO复合结构具有良好的电化学性能；

（2）本发明带电Bi₂S₃纳米棒RGO复合结构的制备方法，可以使用两种符合要求的铋盐作为原料，使得原料配比多样化；此外，制备过程中采用磁力搅拌器搅拌，可将液体搅拌均匀，使反应充分进行；同时，适当的离心转速保证了沉淀分离提纯。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

本实施例带电Bi₂S₃纳米棒RGO复合结构的制备方法，包括以下步骤：

（1）将2mmol的五水硝酸铋溶于50ml摩尔浓度为4mol/L的硝酸中形成无色透明溶液；

（2）将10mg氧化石墨烯超声分散在50ml去离子水中后，然后缓慢加入步骤（1）中的无色透明溶液，形成黑色混合溶液；