金属阳离子掺杂多硫化钴/氢氧化钴复合材料及其制备方法与应用
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2024-08-08 08:38:22
本发明提供了一种金属阳离子掺杂多硫化钴/氢氧化钴复合材料及其制备方法;本发明采用溶剂热法,首先将金属阳离子掺杂到原位生长在泡沫镍上的钴前驱体中,该前驱体为具有分级多孔结构的二维纳米片阵列;之后通过液相硫化法制备得到自支撑的M@CoSx/Co(OH)2纳米片材料;该制备方法工艺简单、耗时短、成本低廉,制得的材料具有分级、介孔结构和较大的比表面积,提供更多的活性位点;同时有利于缩短离子的传输路径,减小电极与电解液间的界面阻力,特别是得益于金属阳离子的掺杂,有效调节其电子结构,优化材料的本征电导率,比电容量高达3500~4000F g‑1,是一种新型高性能的超级电容器电极材料。
本发明提供了一种金属阳离子掺杂多硫化钴/氢氧化钴复合材料及其制备方法;本发明采用溶剂热法,首先将金属阳离子掺杂到原位生长在泡沫镍上的钴前驱体中,该前驱体为具有分级多孔结构的二维纳米片阵列;之后通过液相硫化法制备得到自支撑的M@CoSx/Co(OH)2纳米片材料;该制备方法工艺简单、耗时短、成本低廉,制得的材料具有分级、介孔结构和较大的比表面积,提供更多的活性位点;同时有利于缩短离子的传输路径,减小电极与电解液间的界面阻力,特别是得益于金属阳离子的掺杂,有效调节其电子结构,优化材料的本征电导率,比电容量高达3500~4000F g‑1,是一种新型高性能的超级电容器电极材料。
属阳离子掺杂多硫化钴/氢氧化钴复合材料是一种具有广泛应用前景的材料,以下是一些可能的应用领域:
锂离子电池正极材料:该复合材料可作为锂离子电池的正极材料,其独特的结构和性能可以提高电池的比容量、循环稳定性和倍率性能,满足电动汽车等领域对高能量密度电池的需求,在便携式电子设备、电动汽车和储能系统等领域具有广泛应用前景。据股吧2023年5月消息,锂电正极材料的产值在2021-2022年大幅增长,2021年产值为1419.1亿元,较2020年同比增长123.1%,2022年产值为4391.2亿元,较2021年同比增长209.4%,增长幅度明显。从其出货量来看,2021年锂电正极材料出货量为109万吨,较2020年同比增长110.79%,2022年出货量达到195万吨,较2021同比增长77.97%。
催化剂:可以用作催化剂,例如在化学反应中促进加氢、脱氢等反应的进行,在石油化工、精细化工等领域具有重要应用。据新浪财经2023年4月消息,近年来国内“双碳”“双控”政策的不断落实,加大了环保催化剂的使用,使环保催化剂的市场规模扩张不断提速,未来环保催化剂的市场渗透率有望进一步提升。2022年中国环保催化剂市场规模达到33.69亿美元, 2029年市场规模将达到51.87亿美元,期间2023-2029年复合增长率CAGR将达到6.46%。
浙江工业大学是东部沿海地区第一所省部共建高校、首批国家“高等学校创新能力提升计划”(2011计划)协同创新中心牵头高校和浙江省首批重点建设高校,坐落于中国历史文化名城、风景旅游胜地杭州。学校坚持立德树人根本任务,以拔尖创新人才为引领、高级应用型人才为主体、复合型人才为特色,大力培养德智体美劳全面发展,富有家国情怀、国际视野、创新精神和实践能力的行业精英和领军人才。
与现有技术比较,本发明的有益效果是:
本发明采用溶剂热法,一步将金属阳离子M取代部分钴原子直接掺杂在原位生长在泡沫镍上的Co前驱体中,通过液相硫化法制备自支撑的M@CoSx/Co(OH)2纳米片材料,该复合材料是由纳米片组成的网络结构原位生长在具有三维结构的泡沫镍基体上,具有高比表面积、大孔隙率、优异导电性等特点,能够为氧化还原反应提供丰富的活性位点,极大地提高超级电容器的比电容和循环稳定性;在-0.1~0.6的电压范围内,金属阳离子M掺杂的CoSx/Co(OH)2纳米片复合材料具有3500~4000F g-1的比电容值。同时,本发明制备方法操作简单,重现性好,成本低廉且环境友好。
技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。