[发明专利]一种硫化钴镍/硫化钴/碳复合材料及其制备和应用

摘要

本发明提供了一种硫化钴镍/硫化钴/碳复合材料及其制备和应用。所述的硫化钴镍/硫化钴/碳复合材料，其特征在于，包括硫化钴镍/硫化钴纳米线以及包覆在硫化钴镍/硫化钴纳米线外的碳层。本发明的制备过程简单，易于操作，制备过程绿色无毒环境友好，制备的硫化钴镍/硫化钴/碳复合材料结构稳定，形貌均一，分散良好。制备的硫化钴镍/硫化钴/碳复合材料可成为一种理想的高性能超级电容器和锂离子电池等新能源器件的电极材料。 1

主权项

1.一种硫化钴镍/硫化钴/碳复合材料，其特征在于，包括硫化钴镍/硫化钴纳米线以及包覆在硫化钴镍/硫化钴纳米线外的碳层。

2.如权利要求1所述的硫化钴镍/硫化钴/碳复合材料，其特征在于，所述的硫化钴镍/硫化钴/碳复合材料整体构造为直径在40～60nm之间的纳米线形状，硫化钴镍与硫化钴完好的包裹在碳层内部，碳层厚度在5～8nm之间。

3.权利要求1或2所述的硫化钴镍/硫化钴/碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

步骤1：尿素共沉淀法制备钴镍纳米线前驱体；

步骤2：取上述钴镍纳米线前驱体加入到溶剂中，搅拌分散，得到钴镍纳米线前驱体分散液；

步骤3：将缓冲试剂三羟甲基氨基甲烷盐酸盐加入到步骤2中的钴镍前驱体纳米线分散液中，调节上述溶液pH为8.4‑8.6，搅拌均匀，加入盐酸多巴胺，得到混合液，室温下原位聚合12～36h，洗涤，干燥，得到钴镍纳米线前驱体/聚多巴胺复合材料；

步骤4：将步骤3得到的钴镍纳米线前驱体/聚多巴胺复合材料与升华硫粉混合均匀；然后置于管式炉中氮气氛围煅烧硫化2～6h，得到硫化钴镍/硫化钴/碳复合材料。

4.如权利要求3所述的硫化钴镍/硫化钴/碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中尿素共沉淀法制备钴镍纳米线前驱体，具体步骤包括：称取质量比为1∶0.2‑1∶0.5‑1的六水合硝酸钴、六水合硝酸镍和尿素，均匀溶解于去离子水中，于烘箱90‑110℃下反应12‑36h，产物沉淀用去离子水洗涤，干燥，得钴镍纳米线前驱体。

5.如权利要求3所述的硫化钴镍/硫化钴/碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤2中的溶剂为去离子水，分散时间为0.5～2h；钴镍纳米线前驱体在分散液中的浓度0.5‑5mg/mL。

6.如权利要求3所述的硫化钴镍/硫化钴/碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤3的混合液中三羟甲基氨基甲烷盐酸盐的浓度为8‑12mmol/L，盐酸多巴胺单体的浓度为0.5～4mg/mL。

7.如权利要求3所述的硫化钴镍/硫化钴/碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤3中使用pH＝13的碱溶液调节pH，所述的pH＝13的碱溶液为KOH，NaOH，氨水中的至少一种。

8.如权利要求3所述的硫化钴镍/硫化钴/碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤3中的原位聚合时间为12～36h。

9.如权利要求3所述的硫化钴镍/硫化钴/碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤3中钴镍纳米线前驱体与盐酸多巴胺单体的质量比例为0.5∶1～4∶1。

10.如权利要求3所述的硫化钴镍/硫化钴/碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤4中钴镍纳米线前驱体/聚多巴胺复合材料与升华硫粉的质量比例为1∶1～1∶10；煅烧硫化的时间为2～6，煅烧温度为700℃～900℃。