CN114613608A - 一种富含硫空位的中空Co3S4/RGO复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种富含硫空位的中空Co3S4/RGO复合材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114613608A CN114613608A CN202210279692.2A CN202210279692A CN114613608A CN 114613608 A CN114613608 A CN 114613608A CN 202210279692 A CN202210279692 A CN 202210279692A CN 114613608 A CN114613608 A CN 114613608A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rgo
- solution
- rich
- hollow
- drying
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 25
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 25
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000002135 nanosheet Substances 0.000 claims abstract description 27
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims abstract description 18
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 claims abstract description 16
- LXBGSDVWAMZHDD-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1h-imidazole Chemical compound CC1=NC=CN1 LXBGSDVWAMZHDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 claims abstract description 8
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 35
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 28
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 27
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 16
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- YUKQRDCYNOVPGJ-UHFFFAOYSA-N thioacetamide Chemical compound CC(N)=S YUKQRDCYNOVPGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N thioacetamide Natural products CC(N)=O DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 7
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 7
- QGUAJWGNOXCYJF-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O QGUAJWGNOXCYJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 8
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 abstract description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 3
- -1 zeolite imidazole ester Chemical class 0.000 abstract description 3
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003446 ligand Substances 0.000 abstract description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 abstract description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 13
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 10
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- INPLXZPZQSLHBR-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+);sulfide Chemical compound [S-2].[Co+2] INPLXZPZQSLHBR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 4
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate Chemical compound [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L cobalt dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Co+2] GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940044175 cobalt sulfate Drugs 0.000 description 1
- 229910000361 cobalt sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L cobalt(2+) sulfate Chemical compound [Co+2].[O-]S([O-])(=O)=O KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000006557 surface reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/32—Carbon-based
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/24—Electrodes characterised by structural features of the materials making up or comprised in the electrodes, e.g. form, surface area or porosity; characterised by the structural features of powders or particles used therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
- H01G11/86—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof specially adapted for electrodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
本发明提供了一种富含硫空位的中空Co3S4/RGO复合材料的制备方法，包括以下步骤：首先，将泡沫镍加入到GO、抗坏血酸分散液中，得到RGO/NF；然后将钴盐、2‑甲基咪唑配体和溶剂混合后浸入RGO/NF，反应后在基底上生长出沸石咪唑脂骨架Co‑ZIF‑L纳米片阵列；接着，将纳米片阵列加入到硫源溶液中，水热法硫化得到Co3S4/RGO/NF；最后，将Co3S4/RGO/NF加入到硼氢化钠溶液中，反应得到具有富含硫空位的中空Co3S4/RGO复合材料。本发明利用RGO修饰、中空结构的构筑和引入硫空位，增加材料的活性位点数、导电性和稳定性，从而提升超级电容器性能。
Description
技术领域
本发明属于电极材料技术领域，特别涉及一种富含硫空位的中空Co3S4/RGO复合材料制备方法。
背景技术
超级电容器具有超高功率密度、快速充放电、环保、长循环寿命等优点，受到广泛的关注。通过简单、安全、经济的方法合成具有高比容量和稳定性的多孔纳米电极材料是当前的研究热点。
在过渡金属硫化物中，硫化钴是研究最广泛的电极材料之一，但是单一的硫化钴材料由于导电性和循环稳定性较差，已经不能满足目前的实际应用。近年来有研究指出，一方面可以通过碳材料复合，提高硫化物的稳定性；另一方面，设计具有缺陷的空位离子可以改变电极材料的电子和晶格结构进而提高电导率。本发明利用 RGO来提高材料的导电性；利用中空纳米片结构增加反应的活性位点数；利用硫空位提高材料的导电性，从而提升超级电容器的容量、倍率性能和循环稳定性。
发明内容
本发明的目的是提供一种富含硫空位的中空Co3S4/RGO复合材料制备方法，采用该方法得到富含硫空位的中空Co3S4/RGO复合材料具有显著提高电化学性能的优点。
本发明的技术方案是：一种富含硫空位的中空Co3S4/RGO复合材料制备方法，特征为：包括以下步骤：
(1)将GO加入40mL去离子水中，超声分散1h后，加入0.1g 抗坏血酸并搅拌均匀，然后加入一片处理干净的泡沫镍，在水浴条件下加热，然后取出，洗涤、干燥，得到RGO/NF；
(2)2-甲基咪唑和0.5820g六水硝酸钴分别完全溶解在40mL 去离子水中。然后混合溶液，将一片RGO/NF加入其中，搅拌10 分钟。室温静置溶液4h，洗涤、干燥得到Co-ZIF-L/RGO/NF纳米片阵列；
(3)取0.12g的硫代乙酰胺溶于乙醇中，将Co-ZIF-L/RGO/NF 纳米片阵列加入到溶液中，然后将混合溶液转移到水热反应釜中，在125℃下水热反应4.5h，洗涤、干燥得到Co3S4/RGO/NF；
(4)将Co3S4/RGO/NF置于0.5M NaBH4溶液中，室温下浸泡 2h，洗涤、干燥得到富含硫空位的中空Co3S4/RGO复合材料，简称为VS-Co3S4/RGO/NF。
所述步骤(1)中，GO的浓度优选为0.2-1mol/L。
所述步骤(1)中，水浴加热，温度优选是70-90℃；加热时间优选是5-7h。
所述步骤(2)中，钴盐种类不限，包括氯化钴、硫酸钴、硝酸钴等中的一种或多种。
所述步骤(2)中，2-甲基咪唑和钴盐完全溶解在溶剂中，溶剂种类不限，包括有机溶剂和去离子水，有机溶剂包括但不限于甲醇、乙醇、DMF中的一种或多种。
所述步骤(2)中，2-甲基咪唑和钴盐完全溶解在溶剂中，咪唑类配体的摩尔浓度优选是0.10-0.40mol/L，钴盐的摩尔浓度优选是 0.02-0.15mol/L。
所述步骤(3)中，硫源种类包括但不限于硫化钠、硫脲、硫代乙酰胺一种或多种，优选是硫代乙酰胺。
所述步骤(3)中，硫源的摩尔浓度优选是0.02-0.10mol/L。
所述步骤(3)中，溶剂种类包括但不限于有机溶剂和去离子水，有机溶剂包括但不限于甲醇、乙醇、DMF中的一种或多种。
所述步骤(3)中，水热反应的温度优选是90-130℃；水热反应的时间优选是3-6h。
所述步骤(4)中，Co3S4/RGO/NF置于NaBH4溶液中室温浸泡， NaBH4溶液的摩尔浓度优选是0.40-0.80mol/L；浸泡时间优选是2-8h。
综上所述，本发明硫空位修饰的硫化钴材料，具有以下的有益效果：
(1)以泡沫镍为基底材料负载还原氧化石墨烯(RGO)，提高了活性物质与基底之间的电子传输能力。在其上生长组装沸石咪唑脂骨架(ZIF)阵列，采用水热合成法转化成硫化钴纳米片。保留了 ZIF材料多孔形貌、多活性位点等优点，同时提高材料比电容和循环稳定性。
(2)Co3S4的还原处理增加了硫空位的数量，增加活性位点，产生了更多的内部电子传递通道，降低了表面反应的吉布斯自由能，从而降低了电极材料氧化还原反应所需的能垒。在2M的KOH电解质溶液中，在1A/g的电流密度下，VS-Co3S4/RGO/NF具有2615F/g 的高比电容。同时，在30A/g的电流密度下，经历5000圈循环后，比电容的保留率为70.24％，体现出良好的循环稳定性，对于超级电容器具有特别意义。
(3)本发明制备方法简单高效，展现出空位在金属硫化物电极材料的构筑方面的积极影响，并且可以简单延伸构建在能量存储与转化装置的有空位修饰的电极材料。
附图说明
图1是本发明实施例1中制备的Co-ZIF-L/RGO/NF的扫描电镜图；
图2是本发明实施例1中制备的Co3S4/RGO/NF的扫描电镜图；
图3是本发明实施例1中制备的VS-Co3S4/RGO/NF的扫描电镜图；
图4是本发明实施例1中步骤(3)制得的Co3S4/RGO/NF和步骤(4)制得的VS-Co3S4/RGO/NF的X射线衍射图；
图5是本发明实施例1中制备的VS-Co3S4/RGO/NF作为电极材料在2M KOH电解质溶液中不同扫速下的循环伏安曲线图；
图6是本发明实施例1中制备的VS-Co3S4/RGO/NF作为电极材料在2M KOH电解质溶液中不同电流密度下的恒电流放电曲线图；
图7是本发明实施例1中步骤(3)制得的Co3S4/RGO/NF和步骤(4)制得的VS-Co3S4/RGO/NF作为电极材料在2M KOH电解质溶液中具有的比电容；
图8是本发明实施例1中步骤(3)制得的Co3S4/RGO/NF和步骤(4)制得的VS-Co3S4/RGO/NF作为电极材料在2M KOH电解质溶液中，在30A/g的电流密度下的循环稳定性测试结果图。
具体实施方式
下面结合附图与实例对本发明的优选方式进一步详细描述。
实施例1：
(1)将0.015g的GO加入40mL去离子水中，超声分散1h后，加入0.1g抗坏血酸并搅拌溶液，然后加入一片处理干净的泡沫镍，在80℃水浴条件下加热6h，然后取出，洗涤、干燥，得到RGO/NF；
(2)将1.313g 2-甲基咪唑和0.5820g六水硝酸钴分别完全溶解在40mL去离子水中。然后混合溶液，将一片RGO/NF加入其中，搅拌10分钟。室温静置溶液4h，洗涤干燥得到Co-ZIF-L/RGO/NF 纳米片阵列；
制得的Co-ZIF-L/RGO/NF的扫描电镜图如图1所示，纳米片阵列成规则树叶状并且表面光滑；
(3)取0.120g的硫代乙酰胺溶于乙醇中，将Co-ZIF-L/RGO/NF 纳米片阵列加入到溶液中，然后将混合溶液转移到水热反应釜中，在120℃下水热反应4h，洗涤干燥得到Co3S4/RGO/NF；
制得的Co3S4/RGO/NF的扫描电镜图如图2所示，Co3S4/RGO/NF 呈现中空纳米片阵列结构，表面稍微粗糙；
(4)将Co3S4/RGO/NF置于0.5M NaBH4溶液中，室温下浸泡2h，洗涤干燥得到富含硫空位的中空Co3S4/RGO复合材料，简称为 VS-Co3S4/RGO/NF；
制得的VS-Co3S4/RGO/NF的扫描电镜图如图3所示，在还原反应后，VS-Co3S4/RGO/NF呈现分级的中空纳米片阵列结构；
根据上述步骤制得的Co3S4/RGO/NF和VS-Co3S4/RGO/NF的X- 射线衍射图，如图4所示；
上述步骤制得的VS-Co3S4/RGO/NF作为超级电容器电极材料，在2M KOH电解质溶液中不同扫速下的循环伏安曲线图，如图5所示；在2M KOH电解质溶液中不同电流密度下的恒电流放电曲线图，如图6所示；
上述步骤制得的Co3S4/RGO/NF和VS-Co3S4/RGO/NF作为超级电容器电极材料，在2MKOH电解质溶液中在不同电流密度下测试比电容，如图7所示。在1A/g电流密度下，Co3S4/RGO/NF和 VS-Co3S4/RGO/NF分别具有1861F/g和2615F/g的比电容。表明富含硫空位的VS-Co3S4/RGO/NF复合材料具有更高的电化学性能；
上述步骤制得的Co3S4/RGO/NF和VS-Co3S4/RGO/NF作为超级电容器电极材料，在2MKOH电解质溶液中在30A/g电流密度下测试循环稳定性，如图8所示。经历5000圈循环后，VS-Co3S4/RGO/NF 的比电容保留率是70.24％，体现出良好的循环稳定性。
实施例2：
(1)将0.015g的GO加入40mL去离子水中，超声分散1h后，加入0.100g抗坏血酸并搅拌溶液，然后加入一片处理干净的泡沫镍，在80℃水浴条件下加热6h，然后取出，洗涤、干燥，得到RGO/NF；
(2)将1.3130g的2-甲基咪唑和0.5820g的硝酸钴分别完全溶解在40mL去离子水中。然后混合溶液，将一片RGO/NF加入其中，搅拌10分钟。室温静置溶液4h，洗涤干燥得到Co-ZIF-L/RGO/NF 纳米片阵列。
(3)取0.15g的硫代乙酰胺溶于乙醇中，将Co-ZIF-L/RGO/NF 纳米片阵列加入到溶液中，然后将混合溶液转移到水热反应釜中，在130℃水热反应5h，洗涤干燥得到Co3S4/RGO/NF；
(4)将Co3S4/RGO/NF置于0.5M NaBH4溶液中室温浸泡2h，洗涤干燥得到具富含硫空位的中空VS-Co3S4/RGO/NF；
根据步骤(4)制得的VS-Co3S4/RGO/NF的扫描电镜图与图3 类似，VS-Co3S4/RGO/NF呈现分级的中空纳米片阵列结构；
上述步骤制得的VS-Co3S4/RGO/NF作为超级电容器电极材料，在2M KOH电解质溶液中测试不同电流密度下的比电容，该电极材料，在1A/g电流密度下具有2396F/g的比电容。
实施例3：
(1)将0.01g的GO加入40mL去离子水中，超声分散1h后，加入0.100g抗坏血酸并搅拌溶液，然后加入一片处理干净的泡沫镍，在80℃水浴条件下加热6h，然后取出，洗涤、干燥，得到RGO/NF；
(2)将1.313g 2-甲基咪唑和0.5820g六水硝酸钴分别完全溶解在40mL去离子水中。然后混合溶液，将一片RGO/NF加入其中，搅拌10分钟。室温静置溶液4h，洗涤干燥得到Co-ZIF-L/RGO/NF 纳米片阵列；
(3)取0.15g的硫代乙酰胺溶于乙醇中，将Co-ZIF-L/RGO/NF 纳米片阵列加入到溶液中，然后将混合溶液转移到水热反应釜中，在130℃水热反应5h，洗涤干燥得到Co3S4/RGO/NF；
(4)将Co3S4/RGO/NF置于0.4M NaBH4溶液中室温浸泡4h，洗涤干燥得到具富含硫空位的中空VS-Co3S4/RGO/NF；
根据步骤(4)制得的VS-Co3S4/RGO/NF的扫描电镜图与图3 类似，VS-Co3S4/RGO/NF呈现分级的中空纳米片阵列结构；
上述步骤制得的VS-Co3S4/RGO/NF作为超级电容器电极材料，在2M KOH电解质溶液中测试不同电流密度下的比电容，该电极材料，在1A/g电流密度下具有2485F/g的比电容。
实施例4：
(1)将0.01g的GO加入40mL去离子水中，超声分散1h后，加入0.100g抗坏血酸并搅拌溶液，然后加入一片处理干净的泡沫镍，在80℃水浴条件下加热6h，然后取出，洗涤、干燥，得到RGO/NF；
(2)将1.313g 2-甲基咪唑和0.5820g六水硝酸钴分别完全溶解在40mL去离子水中。然后混合溶液，将一片RGO/NF加入其中，搅拌10分钟。室温静置溶液4h，洗涤干燥得到Co-ZIF-L/RGO/NF 纳米片阵列；
(3)取0.12g的硫代乙酰胺溶于乙醇中，将Co-ZIF-L/RGO/NF 纳米片阵列加入到溶液中，然后将混合溶液转移到水热反应釜中，在100℃水热反应4h，洗涤干燥得到Co3S4/RGO/NF；
(4)将Co3S4/RGO/NF置于0.4M NaBH4溶液中室温浸泡4h，洗涤干燥得到具富含硫空位的中空VS-Co3S4/RGO/NF；
根据步骤(4)制得的VS-Co3S4/RGO/NF的扫描电镜图与图3 类似，VS-Co3S4/RGO/NF呈现分级的中空纳米片阵列结构；
上述步骤制得的VS-Co3S4/RGO/NF作为超级电容器电极材料，在2M KOH电解质溶液中测试不同电流密度下的比电容，该电极材料，在1A/g电流密度下具有2070F/g的比电容。
实施例5：
(1)将0.01g的GO加入40mL去离子水中，超声分散1h后，加入0.100g抗坏血酸并搅拌溶液，然后加入一片处理干净的泡沫镍，在80℃水浴条件下加热6h，然后取出，洗涤、干燥，得到RGO/NF；
(2)将1.313g 2-甲基咪唑和0.5820g六水硝酸钴分别完全溶解在40mL去离子水中。然后混合溶液，将一片RGO/NF加入其中，搅拌10分钟。室温静置溶液4h，洗涤干燥得到Co-ZIF-L/RGO/NF 纳米片阵列；
(3)取0.12g的硫代乙酰胺溶于乙醇中，将Co-ZIF-L/RGO/NF 纳米片阵列加入到溶液中，然后将混合溶液转移到水热反应釜中，在120℃水热反应6h，洗涤干燥得到Co3S4/RGO/NF；
(4)将Co3S4/RGO/NF置于0.6M NaBH4溶液中室温浸泡4h，洗涤干燥得到具富含硫空位的中空VS-Co3S4/RGO/NF；
根据步骤(4)制得的VS-Co3S4/RGO/NF的扫描电镜图与图3 类似，VS-Co3S4/RGO/NF呈现分级的中空纳米片阵列结构；
上述步骤制得的VS-Co3S4/RGO/NF作为超级电容器电极材料，在2M KOH电解质溶液中测试不同电流密度下的比电容，该电极材料，在1A/g电流密度下具有2510F/g的比电容。
以上所述的实施例是对本发明的技术方案进行的详细说明，应理解为本发明的具体实施措施，并不用来概括本发明，凡是在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替换等，均属于本发明应享有的保护的范围之内。
Claims (2)
1.一种富含硫空位的中空Co3S4/RGO复合材料的制备方法，特征是在于包括以下步骤：
(1)将0.015g的氧化石墨烯(GO)加入40mL去离子水中，超声分散1h后，加入0.1g抗坏血酸并搅拌均匀，然后加入一片处理干净的泡沫镍，在80℃水浴条件下加热6h，然后取出，洗涤、干燥，得到RGO/NF；
(2)将1.313g 2-甲基咪唑和0.5820g六水硝酸钴分别完全溶解在40mL去离子水中。然后混合溶液，将一片RGO/NF加入其中，搅拌10分钟。室温静置溶液4h，洗涤、干燥得到Co-ZIF-L/RGO/NF纳米片阵列；
(3)取0.12g的硫代乙酰胺溶于乙醇中，将Co-ZIF-L/RGO/NF纳米片阵列加入到溶液中，然后将混合溶液转移到水热反应釜中，在125℃下水热反应4.5h，洗涤、干燥得到Co3S4/RGO/NF；
(4)将Co3S4/RGO/NF置于0.5M NaBH4溶液中，室温下浸泡2h，洗涤、干燥得到富含硫空位的中空Co3S4/RGO复合材料，简称为VS-Co3S4/RGO/NF。
2.根据权利要求1所述制备方法获得的富含硫空位的VS-Co3S4/RGO/NF作为超级电容器电极材料的用途。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210279692.2A CN114613608B (zh) | 2022-03-06 | 2022-03-06 | 一种富含硫空位的中空Co3S4/RGO复合材料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210279692.2A CN114613608B (zh) | 2022-03-06 | 2022-03-06 | 一种富含硫空位的中空Co3S4/RGO复合材料及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114613608A true CN114613608A (zh) | 2022-06-10 |
| CN114613608B CN114613608B (zh) | 2023-12-29 |
Family
ID=81864005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210279692.2A Active CN114613608B (zh) | 2022-03-06 | 2022-03-06 | 一种富含硫空位的中空Co3S4/RGO复合材料及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114613608B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160086740A1 (en) * | 2014-09-24 | 2016-03-24 | Southwest University | Multi-layer based new conceptual battery type supercapacitor with high power density and high energy density and method for preparing the same |
| CN105523546A (zh) * | 2016-01-22 | 2016-04-27 | 复旦大学 | 一种三维石墨烯的制备方法 |
| CN107731537A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-02-23 | 安徽大学 | 一种Co3S4超薄纳米片/rGO复合结构、制备方法及应用 |
| CN112670093A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-04-16 | 宁波大学 | 一种多孔Co3O4@Ni-MOF核壳结构纳米片阵列材料及其制备方法和应用 |
-
2022
- 2022-03-06 CN CN202210279692.2A patent/CN114613608B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160086740A1 (en) * | 2014-09-24 | 2016-03-24 | Southwest University | Multi-layer based new conceptual battery type supercapacitor with high power density and high energy density and method for preparing the same |
| CN105523546A (zh) * | 2016-01-22 | 2016-04-27 | 复旦大学 | 一种三维石墨烯的制备方法 |
| CN107731537A (zh) * | 2017-09-28 | 2018-02-23 | 安徽大学 | 一种Co3S4超薄纳米片/rGO复合结构、制备方法及应用 |
| CN112670093A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-04-16 | 宁波大学 | 一种多孔Co3O4@Ni-MOF核壳结构纳米片阵列材料及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张胜利;司丹亚;宋延华;: "石墨烯包覆硫-镍复合材料用于锂硫电池", 电池, no. 02 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114613608B (zh) | 2023-12-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108346522B (zh) | 一种四氧化三钴分级结构纳米阵列材料、制备方法及其应用 | |
| CN109378449A (zh) | 用于锂硫电池正极材料的NiCo2S4包覆多孔碳骨架的制备方法 | |
| CN110467182B (zh) | 一种基于反应模板的多级孔碳基材料及其制备方法和应用 | |
| CN105869911B (zh) | 一种用于超级电容器的多孔硫化物/石墨烯复合电极材料及其制备方法 | |
| CN108172844A (zh) | 一种锂空气电池正极材料制备方法以及锂空气电池 | |
| CN102719811B (zh) | 直接在钛基底上生长氧化镍、氧化钴及其复合物储能材料的方法 | |
| CN107768600B (zh) | 一种泡沫铜基锂离子电池负极材料及其制备方法 | |
| CN108295870A (zh) | 硫化物-石墨烯复合材料光电催化剂的制备方法 | |
| CN112670093A (zh) | 一种多孔Co3O4@Ni-MOF核壳结构纳米片阵列材料及其制备方法和应用 | |
| CN109243862B (zh) | 一种双重修饰的碳空心球复合物及其制备方法和应用 | |
| CN109767924B (zh) | 一种ldh基超级电容器复合电极材料及制备方法与用途 | |
| CN112481633B (zh) | 一种碳包覆CoS2-FeS2异质结纳米片的制备方法 | |
| CN108479808A (zh) | 一种3D自组装花球状钒修饰的Ni3S2的合成方法 | |
| CN106876828A (zh) | 一种锂空气电池非碳正极的制备方法、锂空气电池 | |
| CN112164592B (zh) | 一种CeO2纳米粒子修饰的Co3S4纳米片阵列的制备方法 | |
| CN111933934A (zh) | 一种电池负极材料及其制备方法 | |
| CN110711590A (zh) | 一种一维钴硫化合物/硫化亚铜复合物纳米阵列@泡沫铜材料及其制备方法和应用 | |
| CN110683588A (zh) | 一种自支撑CoMoS4超级电容器电极材料及制备方法和应用 | |
| CN110526299A (zh) | 一种核壳结构Fe2O3@PPy复合材料的制备方法及其在超级电容器中的应用 | |
| CN113809286B (zh) | 一种mof催化生长碳纳米管包覆镍锡合金电极材料及其制备方法和应用 | |
| CN111986929A (zh) | 一种锰酸钴/硫化镍核壳阵列结构电极材料的制备方法 | |
| CN112279308A (zh) | 一种大批量制备高储能镍钴氢氧化物电极材料的方法 | |
| CN112216528A (zh) | 一种利用水热法制备高电压水系超级电容器电极片的方法 | |
| CN114855205B (zh) | 一种多级结构的三元金属硫化物三维电极的制备方法 | |
| CN114843118B (zh) | 具有多级孔电极复合材料go-c@m(oh)2及制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20231205 Address after: 310000, Room 803, Building 5, Xixi New Building, Xihu District, Hangzhou City, Zhejiang Province Applicant after: Guangying New Energy (Hangzhou) Co.,Ltd. Address before: Room 528, 5th Floor, Building D, Building 33, No. 99 Kechuang 14th Street, Beijing Economic and Technological Development Zone, Daxing District, Beijing, 100176 (Yizhuang Cluster, High end Industrial Zone, Beijing Pilot Free Trade Zone) Applicant before: Beijing Peihong Wangzhi Technology Co.,Ltd. Effective date of registration: 20231205 Address after: Room 528, 5th Floor, Building D, Building 33, No. 99 Kechuang 14th Street, Beijing Economic and Technological Development Zone, Daxing District, Beijing, 100176 (Yizhuang Cluster, High end Industrial Zone, Beijing Pilot Free Trade Zone) Applicant after: Beijing Peihong Wangzhi Technology Co.,Ltd. Address before: Room 1104, Building A, Zhiyun Industrial Park, No. 13 Huaxing Road, Henglang Community, Dalang Street, Longhua District, Shenzhen City, Guangdong Province, 518100 Applicant before: Shenzhen Hongyue Information Technology Co.,Ltd. Effective date of registration: 20231205 Address after: Room 1104, Building A, Zhiyun Industrial Park, No. 13 Huaxing Road, Henglang Community, Dalang Street, Longhua District, Shenzhen City, Guangdong Province, 518100 Applicant after: Shenzhen Hongyue Information Technology Co.,Ltd. Address before: 315211 Ningbo University, 818 Fenghua Road, Jiangbei District, Ningbo, Zhejiang Applicant before: Ningbo University |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |