[发明专利]一种SnO2

说明书

本发明涉及超级电容器电极材料。特指一种SnO₂/C/MoS₂复合材料及其制备方法。称取碳包覆的SnO₂纳米空心球溶于蒸馏水中，加入Na₂MoO₄·2H₂O和硫代乙酰胺，搅拌后转移到反应釜中，在200℃下反应24h；反应结束后取出冷却至室温，用去离子水和酒精洗涤离心，并在真空干燥箱中干燥，再在氮气氛围中600℃退火4h后即可得到SnO₂@C/MoS₂纳米复合材料。通过制备碳包覆的SnO₂纳米空心球并将其与MoS₂复合，可以有效提高MoS₂的电化学性能。

技术领域

本发明涉及一种SnO₂/C/MoS₂(下简称为SnO₂@C/MoS₂)复合材料及其制备方法。通过多步水热法制备出SnO₂@C/MoS₂纳米复合材料，该复合材料具有优良的电化学性能，且制备工艺简单、绿色环保。作为新型MoS₂基电极材料，在超级电容器储能领域具有很大的应用前景。

背景技术

过渡族金属硫化物MoS₂是一种性能优异的超级电容器电极材料，具有类石墨的二维层状纳米片结构。其所具有的比表面积高、吸附能力强、反应活性高等优点，极大地提高了它在电解液中的浸润度，促进了电化学储能反应的进行，从而提高超级电容器的电化学性能。然而，目前仍存在一些重要因素制约着MoS₂在超级电容器中的应用，如半导体材料本身的导电性差、循环过程中材料发生团聚、材料受力发生体积膨胀和收缩而导致结构破坏等问题。

现在许多研究集中在通过改性优化和复合来提高MoS₂的电化学性能。在复合材料设计方面，常常将MoS₂与过渡金属氧化物、导电聚合物、碳材料等复合，以提高的MoS₂导电性。纳米材料具有多样微观形貌，可以通过不同的实验方法的优选及对实验条件的调控来实现其形貌控制，目前广泛研究的纳米结构有纤维结构、纳米片结构、介孔结构、核壳结构、空心结构等。三维空心纳米结构具有低密度、大比表面积、低热膨胀系数的优点。对于超级电容器电极材料而言，其高比表面积和合适的孔径分布可以提供丰富的电化学反应活性位点，极大地缩短电解液中电子离子的扩散路径，对材料电化学性能的提升起重要作用。目前，不同结构和形貌的空心纳米结构已经通过模板法、无模板法等成功制备，并应用于能量储存领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过多步水热法制备SnO₂@C/MoS₂复合材料，以提高MoS₂作为超级电容器电极材料时的电化学性能。所得产品是一种结构稳定并具有优异电化学性能的功能复合材料。

通过制备碳包覆的SnO₂纳米空心球并将其与MoS₂复合，可以有效提高 MoS₂的电化学性能。SnO₂具有较高的理论电容，其独特的空心纳米球结构有利于电解液的浸润和离子的快速传输，同时可以缓解大电流充放电时材料承受的应力变化，提高电极材料的循环稳定性。碳层的加入可以阻碍水热反应过程中硫脲与SnO₂的反应，保持材料结构的完整；其次碳材料可以增强材料的导电性，促进SnO₂与MoS₂间电子的传输。将SnO₂@C纳米空心球与MoS₂复合，可以有效避免二维MoS₂纳米片团聚，并改善MoS₂作为电极材料时的电化学性能。