[发明专利]Chevrel相的Mo6

说明书

本发明提供了一种Chevrel相Mo₆S₈与MXene结构的M_n+1C_nT_x复合材料及其制备方法及其应用。Chevrel相Mo₆S₈具有良好的电子电导和离子电导，MXene结构的M_n+1C_nT_x的电子电导很高，并且具有较高的比表面积，以上两相的复合材料可以制备免导电添加剂的电极，能够应用到二次离子电池中，另外该复合材料也可以应用于催化领域与电容器储能领域。

技术领域

本发明涉及材料的制备及电池技术领域，尤其涉及Chevrel相的Mo₆S₈与MXene结构的M_n+1C_nT_x复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

Chevrel相材料是由R.Chevrel等于1969年发现，基本结构式为M_xQ₆Z₈(M，Q为金属元素，Z为S,Se,Te，可部分被Cl，Br，I取代)，其中M原子可用酸刻蚀除去，从而得到Q₆Z₈化合物。Q₆Z₈的晶体结构中，8个Z原子形成准立方体，6个Q原子位于立方体面心附近呈八面体堆积，每个Q₆Z₈簇沿着三轴方向呈25°偏转，因而晶体中存在大量开放孔道，可以容许一些金属阳离子可逆的嵌入和脱出。另外，由于其特殊的电子结构，也使得该类化合物具有很多奇异性质。其中，基于Mo₆簇的硫族化合物，包括Mo₆S₈，Mo₆Se₈，Mo₆Te₈等，在磁学、超导、热电、催化、储能等各个领域得到了广泛的关注和研究。此外，MAX相化学式为M_n+1AX_n(n＝1,2,3)，其中M为前过渡金属元素，A为第三和第四主族元素，X为碳或氮元素，其中M-X之间的键具有混合的共价和离子键特征的，相互作用较强，M-A与A-A之间成键具有金属键的特征，键相对较弱。MAX相中的A原子可以用酸刻蚀除去得到层状结构的MXene M_n+1C_nT_x，Tx为-F、-OH、-H等表面链接的官能团，层间相互作用主要是氢键和范德瓦尔斯作用。MXene具有独特的二维层状结构，比表面积大，导电性好，力学性能优良等特点，相关研究表明，其导电性和电荷存储能力高于石墨烯和碳纳米管，在二次电池方面也具有较好的应用前景。MXene及其复合材料在润滑剂、电池、超级电容器、吸附、催化等领域具有潜在的应用价值。作为电极材料，MXene自堆叠的问题导致活性位点数目和可用表面积减小，因此，探索结合Chevrel相Mo₆S₈与MXene结构的M_n+1C_nT_x优点的二者复合材料，解决MXene材料的自堆叠问题，增加可接触表面和离子嵌入的活性位点，对于离子电池、超级电容器等领域的应用具有重要意义。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，结合Chevrel相Mo₆S₈高电导与MXene结构的M_n+1C_nT_x良好的电子电导和独特的层状结构的优点以及均可作为多价离子电池电极材料的共同特点，采用球磨的方式得到二者的复合材料。

在阐述本发明内容之前，定义本文中所使用的术语如下：

术语“Chevrel相”是指：谢弗雷尔相，属于R-3空间群，通式为M_xQ₆Z₈(M，Q为金属元素，Z为S,Se,Te，可部分被Cl，Br，I取代)，。