[发明专利]一种花状碳负载MoS2纳米颗粒的复合材料及其制备方法和应用

摘要

本发明属于储能材料领域，具体为一种花状碳负载MoS₂纳米颗粒的复合材料及其制备方法和应用。本发明首先以花状ZnO为模板，以生物质为前驱体通过简单的水热法及随后的高温热处理和酸刻蚀得到花状碳基体；然后将花状碳与四硫代钼酸铵进行溶剂热得到MoS₂纳米颗粒均匀负载在花状碳上的复合材料。得到的复合材料用作锂电池的负极材料时具有高的储能容量，优异的循环稳定性和倍率性能。本发明以来源广泛的生物质作为花状碳的前驱体，采用水热和溶剂热两步法，操作简单，生产成本较低，环境污染小，易于批量化、规模化生产，具有良好的工业化生产基础和广阔的应用前景。

主权项

一种花状碳原位负载MoS₂纳米颗粒的复合材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：（1）将50~500 mg合成的花状ZnO分散在5~20 ml去离子水中，超声5~20 min，然后加入50~500 mg 生物质，超声5~15 min；然后将混合液转移到压力釜中，置于120~250℃烘箱中反应8~24 h；待自然冷却到室温后，将产物取出，用无水乙醇反复离心洗涤3~8次；随后将产物置于50~150℃烘箱中2‑24 h烘干；（2）取0.1~1.0 g 烘干的粉末置于管式炉中，在氮气保护下以2~10℃/min的升温速率加热到400~1000℃，保温1~5 h；在氮气保护下冷却到室温；将经热处理后的材料用0.5~5 M HCl处理0.5‑6 h，然后用去离子水和乙醇离心清洗多次，在50~150℃烘箱中烘干，得到花状碳；（3）称取5~50mg四硫代钼酸铵加入到10 ml溶剂中，超声5~60 min使四硫代钼酸铵充分溶解；然后加入2~20 mg 花状碳，超声10~120 min助分散；加入0.1~1.0 ml一水合肼，随后将混合液转移到压力釜中，置于100~250℃烘箱中反应6~24 h；待自然冷却到室温后，将料液取出，用去离子水离心洗涤3~10次；然后将产物置于30~120℃真空烘箱中2~24 h烘干，再在500~800℃的管式炉中氮气保护下热处理1~5 h，得到最终的花状碳负载MoS₂纳米颗粒复合材料。