[发明专利]一种Te掺杂2H@1T MoS2

说明书

本发明提供了一种Te掺杂2H@1T MoS₂纳米异相结材料及其制备方法和应用，所述异相结材料为Te锚定在S位置形成Te掺杂2H@1T MoS₂超薄二维纳米片结构。本发明通过碲热技术实现了Te掺杂2H@1T MoS₂的合成，Te元素可有效提升2H MoS₂的电导率，并且激活2H MoS₂的部分基面转换成1T相，同时2H MoS₂也可以限制Te自身团聚，为Te原子提供锚定位点。通过两种材料的协同效应，提高了异相结材料作为氧化还原型超级电容器正极材料的储能性能，解决了循环过程中性能下降的问题。在Te掺杂之后比电容为1054F g^‑1，在充放电过程中更多1T相的出现使其10000循环后的比电容达到2248F g^‑1，为新型储能材料研发提供了新的研究思路。

技术领域

本发明属于储能电极材料制备及应用领域，具体涉及一种Te掺杂2H@1T MoS₂异相结超级电容器正极材料及制备方法，涉及一种采用Te热2H MoS₂技术制备Te掺杂2H@1T MoS₂高性能超级电容器正极材料。

背景技术

氧化还原型超级电容器作为一种重要的电化学储能器件通过电化学过程中的氧化还原反应储存能量，填补了电池与电化学双层电容器间的空隙。充放电快，功率密度高以及循环寿命长等优点使其在便携式电子产品和混合动力汽车中发挥重要作用。其中二维二硫化钼层间距(0.61nm)两倍于石墨烯，更易于在层间引入其他离子或分子，使得离子或者电荷扩散更加容易。但是由于稳定的2H MoS₂是不良导体，导致其电子的转移动力学非常缓慢；尽管引入缺陷已经被用于改善2H MoS₂的电导率，但是调节和控制比较困难。

发明内容

本发明提供一种Te掺杂2H@1T MoS₂氧化还原型超级电容器正极材料及其制备方法和应用，该制备方法具有过程简单，可重复性高，产物性能稳定，反应周期短等特点。该方法制备的Te掺杂2H@1T MoS₂具有原生2H MoS₂的二维片状结构，比电容高，并且在使用循环过程中发生2H向1T的转变使储能性能进一步提升。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种Te掺杂2H@1T MoS₂纳米异相结材料，所述异相结材料为Te锚定在S位置形成Te掺杂2H@1T MoS₂超薄二维纳米片结构，可大幅提高储能性能，并且在循环中性能逐步上升。

上述Te掺杂2H@1T MoS₂纳米异相结材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将0.25-1mmol四水合钼酸铵与3.5-14mmol硫脲完全溶解于8.75ml去离子水中，后将溶液倒入特氟龙内衬的高温反应釜中，将反应釜放在电热鼓风干燥箱中，温度维持在200-250℃，反应10-18h后，自然冷却至室温；

(2)产物离心分离，并用去离子水和乙醇冲洗若干次后置于真空干燥箱内干燥6-12h，得到2H MoS₂；

(3)取干燥后的粉末90-100mg 2H MoS₂与78-312mg的Te粉研磨30min后平铺在60mm*30mm的磁舟底部，将其放入管式炉中，室温下持续通入10％Ar/H₂气体30min后，以5℃/min的升温速率升至 700-900℃并维持8h后，自然冷却至室温。

上述Te掺杂2H@1T MoS₂纳米异相结材料在制备超级电容器正极材料方面的应用。该电极材料为超薄二维Te掺杂1T@2H MoS₂异相结。