一种硫化锌-石墨烯纳米复合材料的制备方法_2

文档序号:9590680阅读:来源:国知局
石墨締纳米复合材料,硫化锋-石墨締纳米复合材料具有石墨締包覆硫化锋的核壳结 构,核壳结构微粒小于50nm。
[0023] 实施例1: 称取5mmolZnClz溶于30血乙醇中,另取10mmol琉基苯并嚷挫(HMBT)溶于50血 乙醇中,然后将两种溶液充分混合,得到乳白色沉淀化(MBT)2,在磁力揽拌30min后,依次 用乙醇、去离子水离屯、洗涂3次,收集乳白色沉淀,真空干燥24h,得到化(MBT)2。
[0024]称取一定量的化(MBT)2,平铺在磁舟底部,然后置于水平的真空烧结炉中,在氮气 保护下,控制溫度在550 °C,加热2h,自然冷却到室溫,得表面附有白色粉末(未被包覆的 硫化锋晶体)的黑色固体,称此物质为烧结体,把烧结体溶于体积分数为12%的稀盐酸溶液 中,浸泡30min后,过滤,得到黑色粉末,称此物质为酸处理样品,由非晶态碳和被其覆盖的 硫化锋纳米颗粒组成。
[00巧]图1是W琉基苯并嚷挫为配体制备烧结体(a)和酸处理样品化)的XRD衍射图, 由图1(a)可W得出所得复合材料为硫化锋-石墨締纳米复合材料,在图1(b)中衍射峰比 图1 (a)中的衍射峰弱,说明酸处理导致结晶度变大,即未被包覆的ZnS被溶解掉了,则得到 硫化锋-石墨締纳米复合材料。
[0026] 图2W琉基苯并嚷挫为配体得到的烧结体(a)和酸处理样品化)的巧光光谱图, 由图2(a)可W看出烧结体中ZnS表面有一定的缺陷,尺寸不够均一。图2(b)是酸处理样 品的巧光光谱图。与烧结体相比,酸处理样品表现为强的巧光巧灭特性。
[0027] 图3是W琉基苯并嚷挫为配体得到的硫化锋-石墨締纳米复合材料经过酸处理后 的TEM图,从图片中可W看出W琉基苯并嚷挫为配体,得到硫化锋-石墨締纳米复合材料为 石墨締包覆棒状化S,ZnS棒的直径约为5皿,长度约为50皿。
[0028] 图4是在-0.4V~0.6V范围内,10mV·S1扫描速度下扫描一个W琉基苯并嚷 挫为配体制备硫化锋-石墨締纳米复合材料的循环伏安曲线,右下角插入的图像是纯化S 的循环伏安曲线,从图4可W看出硫化锋-石墨締纳米复合材料在玻碳电极上的反应是一 个可逆的电极反应。ZnS电极电流响应值非常小,但是硫化锋-石墨締纳米复合材料电极的 电流响应值增加非常显著,表明复合物具有较好的电化学电容特性。
[002引 实施例2: 称取5mmolZnClz溶于30mL乙醇中,另取10mmol琉基乙醇(HMCE)溶于50mL乙 醇中,然后将两种溶液充分混合,得到乳白色沉淀化(MCE)2,在磁力揽拌30min后,依次用 乙醇、去离子水离屯、洗涂3次,收集乳白色沉淀,真空干燥24h,得到化(MCE)2。
[0030]称取一定量的化(MCE)2,平铺在磁舟底部,然后置于水平的真空烧结炉中,在氮 气保护下,控制溫度在550 °C,加热2h,自然冷却到室溫,得表面附有白色粉末(未被包覆 的化S晶体)的黑色固体,称此物质为烧结体,把烧结体溶于体积分数为12%的稀盐酸溶液 中,浸泡30min后,过滤,得到黑色粉末,称此物质为酸处理样品,由非晶态碳和被其覆盖的 ZnS纳米颗粒组成。
[0031]W琉基乙醇为配体时得到的硫化锋-石墨締纳米复合材料微粒W球形为主,直径 大约为20~40nm,尺寸均一。硫化锋-石墨締纳米复合材料具有较好的电化学电容特性 和巧光巧灭特性,电荷传递电阻很小,可用在裡离子电池电极材料和光电器件的设计上。 [00础 实施例3: 称取5mmol化(?溶于30血乙醇中,另取10mmol十二烷基硫醇(HDM)溶于50血 乙醇中,然后将两种溶液充分混合,得到乳白色沉淀Zn(DM)2,在磁力揽拌30min后,依次用 乙醇、去离子水离屯、洗涂3次,收集乳白色沉淀,真空干燥24h,得到化(DM)2。
[0033]称取一定量的化(DM)2,平铺在磁舟底部,然后置于水平的真空烧结炉中。在氮气 保护下,控制溫度在550 °C,加热2h,自然冷却到室溫,得表面附有白色粉末(未被包覆的 ZnS晶体)的黑色固体,称此物质为烧结体。把烧结体溶于体积分数为12%的稀盐酸溶液 中,浸泡30min后,过滤,得到黑色粉末,称此物质为酸处理样品,由非晶态碳和被其覆盖的 ZnS纳米颗粒组成。
[0034]W十二硫醇为配体得到的硫化锋-石墨締纳米复合材料微粒粒径较小,尺寸范围 10~15nm,类似一簇簇菜花头团聚在一起,硫化锋-石墨締纳米复合材料具有较好的电 化学电容特性和巧光巧灭特性,电荷传递电阻很小,可用在裡离子电池电极材料和光电器 件的设计上。
[0035]W上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人 员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可W做出若干改进和变形,运些改进和变形 也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种硫化锌-石墨稀纳米复合材料的制备方法,其特征是,包括以下步骤: (1)锌-巯基配合物的制备:将含硫配体与锌盐溶于适量去离子水或有机溶剂中混合 反应,搅拌,再依次用有机溶剂、去离子水离心洗涤,收集沉淀,真空干燥得到锌-巯基配合 物; (2) 烧结体的制备:称取一定量的锌-巯基配合物,置于真空烧结炉中烧结,真空烧结 炉中充氮,自然冷却到室温,得到表面附有白色粉末的黑色固体,称此物质为烧结体; (3) 酸处理:把烧结体浸于酸溶液中浸泡,过滤,烘干,得到硫化锌-石墨烯纳米复合 材料。2. 根据权利要求1所述的一种硫化锌-石墨稀纳米复合材料的制备方法,其特征是,所 述含硫配体为巯基苯并噻唑、巯基乙醇、十二烷基硫醇中的一种。3. 根据权利要求2所述的一种硫化锌-石墨烯纳米复合材料的制备方法,其特征是,所 述锌盐为ZnCl2、Zn(N03) 2、ZnS04、Zn(CH3C00)2中的一种。4. 根据权利要求2或3所述的一种硫化锌-石墨稀纳米复合材料的制备方法,其特征 是,含硫配体与锌盐物质的量比为2:1。5. 根据权利要求1所述的一种硫化锌-石墨稀纳米复合材料的制备方法,其特征是,所 述有机溶剂是甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、乙醚、二甲基甲酰胺中的一种。6. 根据权利要求1所述的一种硫化锌-石墨稀纳米复合材料的制备方法,其特征是,烧 结温度为400~600 °C,烧结时间为1~5h。7. 根据权利要求1所述的一种硫化锌-石墨稀纳米复合材料的制备方法,其特征是,烧 结体浸于酸溶液中浸泡10~40min,酸溶液体积分数为5%~20%。8. 根据权利要求7所述的一种硫化锌-石墨稀纳米复合材料的制备方法,其特征是,所 述酸溶液是盐酸溶液、硫酸溶液、硝酸溶液、磷酸溶液中的一种。9. 根据权利要求1所述的一种硫化锌-石墨稀纳米复合材料的制备方法,其特征是,有 机溶剂、去离子水依次分别离心洗涤1~3次。10. 根据权利要求1所述的一种硫化锌-石墨稀纳米复合材料的制备方法,其特征是, 硫化锌-石墨稀纳米复合材料具有石墨稀包覆硫化锌的核壳结构,核壳结构微粒小于50 nm〇
【专利摘要】本发明公开了一种硫化锌-石墨烯纳米复合材料的制备方法,其特征是,包括以下步骤:(1)锌-巯基配合物的制备:将含硫配体与锌盐溶于适量去离子水或有机溶剂中混合反应,搅拌,再依次用有机溶剂、去离子水离心洗涤,收集沉淀,真空干燥得到锌-巯基配合物;(2)烧结体的制备:称取一定量的锌-巯基配合物,置于真空烧结炉中烧结,真空烧结炉中充氮,自然冷却到室温,得到表面附有白色粉末的黑色固体,称此物质为烧结体;(3)酸处理:把烧结体浸于酸溶液中浸泡,过滤,烘干,得到硫化锌-石墨烯纳米复合材料;本发明具有工艺和合成设备简单,合成周期短的特点,产品同一性好,易于实现工业化生产。
【IPC分类】B82Y30/00, C01G9/08
【公开号】CN105347388
【申请号】CN201510663049
【发明人】张克杰, 陈鹏, 韩冰, 张声春, 潘蓉
【申请人】南京工程学院
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月14日
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