CN110875150A - 一种Si/MoS2电极材料制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Si/MoS2电极材料制备方法，本发明首先制备Si量子点，再将Si量子点与钼酸铵和尿素混合，最终得到Si/MoS2电极材料，Si/MoS2电极材料的电化学性能优于单一的MoS2的电化学性能，其中在电流密度为5A g‑1时，Si/MoS2的比电容为574.4F g‑1远高于MoS2的比电容82.2F g‑1。与MoS2相比，Si/MoS2纳米片之间的孔隙变大，且纳米片与片之间的相对位置也变的更加紧密，以一种互相交错互相依附的关系分布，这不仅使电解质离子与活性物质有更加紧密的接触，而且会促进电极表面法拉第反应的发生。
Description
技术领域
本发明属于电极材料制备领域，具体涉及一种Si/MoS2电极材料制备方法。
背景技术
Si量子点是近年来研究出来的一种具有很多优点的物质，较低的制备成本为Si量子点快速应用于生产实际奠定基础，较小的毒性为Si量子点进行实验研究提供安全保障，良好的化学性能为它在电学性能方面的研究提供支撑。
片层状结构的过渡金属二硫化钼(MoS2)是一种有光泽的黑色粉末，层间与层内分别存在共价键和范德华力，是一种极具研究价值的材料，由于弱范德华力的存在使电解质离子易进入MoS2中。此外Mo离子很多种价态，这对法拉第反应的发生起到促进作用。此外，片层状的结构使MoS2与电解质溶液有更加良好的接触，从而实现了离子的快速传输，然而MoS2作为赝电容材料存在着电导率较差的问题，从能量传输的角度来说，这较大程度的限制了它在电容器储能方面的发展。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种Si/MoS2电极材料制备方法，将Si量子和MoS2复合，复合后的MoS2电化学性能有了较大的改善。
为了达到上述目的，包括以下步骤：
步骤一，制备Si量子点；
步骤二，将钼酸铵和尿素混合，加入Si量子点，作为一份混合液；
步骤三，将混合液进行水热反应，降至室温后进行离心清洗，对沉淀物进行干燥，制备出Si/MoS2复合材料。
步骤一中，Si量子点的制备方法如下：
将3.75mL抗坏血酸钠溶液和1mL N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷加入到12mL去离子水中，室温条件下搅拌均匀，获得一份Si量子点。
抗坏血酸钠溶液为0.1g的抗坏血酸钠溶于10mL去离子水中配制成溶液。
步骤二中，每一份混合液中包括0.7062g钼酸铵、1.3049g尿素混合和1～5mL Si量子点。
步骤二中，对混合液进行均匀化处理。
步骤三中，水热反应在180℃中进行，反应时间为18h。
与现有技术相比，本发明首先制备Si量子点，再将Si量子点与钼酸铵和尿素混合，最终得到Si/MoS2电极材料，Si/MoS2电极材料的电化学性能优于单一的MoS2的电化学性能，其中在电流密度为5Ag-1时，Si/MoS2的比电容为574.4F g-1远高于MoS2的比电容82.2F g-1。与MoS2相比，Si/MoS2纳米片之间的孔隙变大，且纳米片与片之间的相对位置也变的更加紧密，以一种互相交错互相依附的关系分布，这不仅使电解质离子与活性物质有更加紧密的接触，而且会促进电极表面法拉第反应的发生，此外，Si/MoS2纳米片的特殊分布会使活性物质的比表面积大于纳米片横向排列的单一MoS2，这样看来掺杂法是一种简便易操作的可提高电极材料性能的方法。
附图说明
图1为本发明与MoS2电极材料的CV曲线对比图；
图2为本发明与MoS2电极材料的GCD曲线对比图；
图3为本发明与MoS2电极材料的SEM图，其中(a-c)MoS2的SEM图片，(d-f)Si/MoS2的SEM图片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
实施例1：
步骤一，将0.1g的抗坏血酸钠溶于10mL去离子水中配制成溶液，然后取3.75mL抗坏血酸钠溶液和1mL N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷加入到12mL去离子水中，室温条件下搅拌20min，获得Si量子点；
步骤二，量取20mL去离子水于烧杯中，将0.7062g(NH4)6Mo7O24·6H2O和1.3049gH2NCSNH2称好倒于烧杯中，持续30min的均匀化处理，再取1mL Si加入该溶液中再次进行均匀化处理；
步骤三，将上述溶液180℃，18h的水热反应，待降到室温时将溶液进行离心清洗，留下下层沉淀真空干燥处理。
实施例2；
步骤一，将0.1g的抗坏血酸钠溶于10mL去离子水中配制成溶液，然后取3.75mL抗坏血酸钠溶液和1mL N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷加入到12mL去离子水中，室温条件下搅拌20min，获得Si量子点；
步骤二，量取20mL去离子水于烧杯中，将0.7062g(NH4)6Mo7O24·6H2O和1.3049gH2NCSNH2称好倒于烧杯中，持续30min的均匀化处理，再取3mL Si加入该溶液中再次进行均匀化处理；
步骤三，将上述溶液180℃，18h的水热反应，待降到室温时将溶液进行离心清洗，留下下层沉淀真空干燥处理。
实施例3：
步骤一，将0.1g的抗坏血酸钠溶于10mL去离子水中配制成溶液，然后取3.75mL抗坏血酸钠溶液和1mL N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷加入到12mL去离子水中，室温条件下搅拌20min，获得Si量子点；
步骤二，量取20mL去离子水于烧杯中，将0.7062g(NH4)6Mo7O24·6H2O和1.3049gH2NCSNH2称好倒于烧杯中，持续30min的均匀化处理，再取5mL Si加入该溶液中再次进行均匀化处理；
步骤三，将上述溶液180℃，18h的水热反应，待降到室温时将溶液进行离心清洗，留下下层沉淀真空干燥处理。
参见图1、图2和图3，本发明与不添加Si量子点的对比材料MoS2相比，Si/MoS2电极材料的电化学性能优于单一的MoS2的电化学性能，其中在电流密度为5Ag-1时，Si/MoS2的比电容为574.4F g-1远高于MoS2的比电容82.2F g-1。与MoS2相比，Si/MoS2纳米片之间的孔隙变大，且纳米片与片之间的相对位置也变的更加紧密，以一种互相交错互相依附的关系分布，这不仅使电解质离子与活性物质有更加紧密的接触，而且会促进电极表面法拉第反应的发生，此外，Si/MoS2纳米片的特殊分布会使活性物质的比表面积大于纳米片横向排列的单一MoS2，这样看来掺杂法是一种简便易操作的可提高电极材料性能的方法。
Claims (6)
1.一种Si/MoS2电极材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，制备Si量子点；
步骤二，将钼酸铵和尿素混合，加入Si量子点，作为一份混合液；
步骤三，将混合液进行水热反应，降至室温后进行离心清洗，对沉淀物进行干燥，制备出Si/MoS2复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种Si/MoS2电极材料制备方法，其特征在于，步骤一中，Si量子点的制备方法如下：
将3.75mL抗坏血酸钠溶液和1mL N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷加入到12mL去离子水中，室温条件下搅拌均匀，获得一份Si量子点。
3.根据权利要求2所述的一种Si/MoS2电极材料制备方法，其特征在于，抗坏血酸钠溶液为0.1g的抗坏血酸钠溶于10mL去离子水中配制成溶液。
4.根据权利要求1所述的一种Si/MoS2电极材料制备方法，其特征在于，步骤二中，每一份混合液中包括0.7062g钼酸铵、1.3049g尿素混合和1～5mLSi量子点。
5.根据权利要求1所述的一种Si/MoS2电极材料制备方法，其特征在于，步骤二中，对混合液进行均匀化处理。
6.根据权利要求1所述的一种Si/MoS2电极材料制备方法，其特征在于，步骤三中，水热反应在180℃中进行，反应时间为18h。
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