[发明专利]二硫化钨/氧化石墨烯复合材料、其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种二硫化钨/氧化石墨烯复合材料，包括二硫化钨纳米片和氧化石墨烯，并且所述二硫化钨纳米片穿插于氧化石墨烯的片层之间。优选的，所述二硫化钨纳米片与氧化石墨烯互相穿插复合。本发明还公开了制备所述二硫化钨/氧化石墨烯复合材料的方法以及所述二硫化钨/氧化石墨烯复合材料的用途，例如在制备电极材料、超级电容器中的用途。本发明利用二硫化钨纳米片与氧化石墨烯这两种二维材料层间不同的范德瓦耳斯力，使之相互插层，从而降低各自的团聚效应，进而能够增加其分散性，使其能够作为制备超级电容器或电池等器件，特别是此类器件的电极的优良材料。

技术领域

本发明具体涉及一种二硫化钨/氧化石墨烯复合材料、其制备方法发明与应用，属于材料科学领域。

背景技术

石墨烯与二硫化钨均属于蜂窝状六元环结构的二维材料，其层间为范德瓦耳斯力结合，天然状态下二者都倾向于多层团聚在一起，形成较厚的片状晶体。经过Hummer’s法氧化的石墨烯(r-GO)，其层间被各种官能团撑开，从而将较厚的片状剥离为较薄的单层/少层氧化石墨烯，得到较大的比表面积，从而能够被应用于超级电容器的电极材料。

但是，在制作电极材料前，氧化石墨烯还需经过还原的步骤，除去层间官能团。在此步骤中已经被剥离开的原子层往往会再次团聚在一起，失去其比表面积的优势，进而使制备出的电极材料的性能无法得到较大的提升。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种二硫化钨/氧化石墨烯复合材料、其制备方法与应用，从而克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种二硫化钨/氧化石墨烯复合材料，其包括二硫化钨纳米片和氧化石墨烯，并且所述二硫化钨纳米片穿插于氧化石墨烯的片层之间。

进一步的，所述二硫化钨纳米片与氧化石墨烯互相穿插复合。

进一步的，所述二硫化钨和氧化石墨烯均为无定形状态，衍射图无明锐衍射斑。

本发明实施例还提供了一种二硫化钨/氧化石墨烯复合材料的制备方法，其包括：

采用Hummer’s法制备氧化石墨烯；

在温度为0℃的条件下，将二硫化钨粉体和硝酸钠的均匀混合物与浓硫酸混合反应，之后加入高锰酸钾继续反应，获得第一反应混合物，

其后，在室温下依次向第一反应混合物中加入去离子水、过氧化氢继续反应，形成第二反应混合物；

从第二反应混合物中分离获得二硫化钨纳米片的均匀分散液；

将所述二硫化钨纳米片与所述氧化石墨烯在水相体系中混合，形成所述二硫化钨/氧化石墨烯复合材料。

本发明实施例还提供了由前述任一种方法制备的二硫化钨/氧化石墨烯复合材料，所述二硫化钨/氧化石墨烯复合材料包括互相穿插复合的二硫化钨纳米片与氧化石墨烯。

本发明实施例还提供了所述二硫化钨/氧化石墨烯复合材料的用途，例如在制备电极材料、超级电容器、蓄电池等中的用途。

较之现有技术，本发明通过将二硫化钨纳米片与氧化石墨烯材料复合，使两种二维材料之间形成互相插层的结构，有利于避免进一步还原反应中石墨烯原子层间的团聚，提高其分散度和比表面积，从而可大幅改善其作为超级电容器电极的电化学性能，进而还有利于提高超级电容器的比电容等方面的性能。

附图说明

图1是本发明实施例1中一种二硫化钨/氧化石墨烯复合材料的透射电子显微镜照片。

图2是本发明实施例1中一种二硫化钨/氧化石墨烯复合材料的透射电子显微镜照片。