一种钼钴碲化物异质结构材料及其制备方法与应用

本发明属于无机纳米材料合成，涉及一种钼钴碲化物异质结构材料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、由于钠离子半径较大，因此对钠离子电池提出更高的要求，目前亟待解决的电极材料在钠离子嵌入/脱出过程中体积膨胀以及缓慢的储钠动力学问题。与过渡金属硫化物和过渡金属硒化物相比，过渡金属碲化物具有更高的本征电导率和密度，且金属-碲键更弱，有利于钠离子的扩速转移，因此金属碲化物体积比容量高、倍率性能好。

3、据发明人研究了解，二碲化钼，具有独特的层状结构，理论比容量较高，但是存在钠离子嵌入/脱出时电极易粉化的缺陷，导致循环稳定性和倍率性能差。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种钼钴碲化物异质结构材料及其制备方法与应用，本发明提供的钼钴碲化物异质结构材料具有纳米颗粒交联形成的类百香果状结构，该结构的钼钴碲化物异质结构材料，具有优异的可逆性和快速储钠动力学，表现出优异的储钠性能。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

3、一方面，一种钼钴碲化物异质结构材料的制备方法，包括如下步骤：

4、在160～200℃的温度条件下采用溶剂热法将二价钴盐、六价钼盐和甘油在异丙醇中进行共沉淀合成钼钴甘油酸盐前驱体纳米球；

5、在空气氛围下，将钼钴甘油酸盐前驱体纳米球加热至500～600℃进行退火氧化处理，获得钼钴氧化物；

6、在惰性及还原的混合气氛下，将将钼钴氧化物和碲源加热至550～650℃进行退火碲化处理，即得。

7、本发明通过溶剂热法控制共沉淀合成钼钴甘油酸盐纳米球的颗粒大小，协同退火处理能够得到纳米颗粒交联的类百香果状结构的钼钴碲化物异质结构材料，该材料由于两种金属碲化物之间耦合形成稳定的异质界面，且多个纳米颗粒交联，从而能够缓冲钠离子嵌入/脱出时的体积变化，保持电极材料结构稳定性。另外，异质相界面独特的电子结构和丰富的活性位点，使得异质结构材料具有更快的电荷迁移速率、增强的导电性、更低的离子扩散势垒，从而表现出优异的可逆性和快速储钠动力学。因此，本发明所制备的异质结构材料综合了上述优势，表现出优异的储钠性能。

8、另一方面，一种钼钴碲化物异质结构材料，由上述制备方法获得。

9、第三方面，一种上述钼钴碲化物异质结构材料作为钠离子电池负极中的应用。

10、将本发明提供的钼钴碲化物异质结构材料应用于钠离子电池负极材料时，表现出优异的电化学性能。

11、第四方面，一种钠离子电池，钠离子电池的负极中的活性材料为上述钼钴碲化物异质结构材料。

12、本发明的有益效果为：

13、本发明利用二价钴盐、六价钼盐和甘油通过溶剂热法制成前驱体纳米球，然后通过退火氧化处理以及退火碲化处理制备了具有类百香果状结构的mote2/cote异质结构材料，两种碲化物之间耦合可以形成稳定的异质界面，其提供了丰富的氧化还原反应位点，提高了材料整体导电性，降低了钠离子扩散能垒，类百香果状的纳米颗粒交联结构可以有效的缓解体积膨胀和遏制结构坍塌，有利于电极材料结构的稳定，应用于钠离子电池负极材料时，表现出优异的储钠性能。

技术特征：

1.一种钼钴碲化物异质结构材料的制备方法，其特征是，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的钼钴碲化物异质结构材料的制备方法，其特征是，二价钴盐与六价钼盐的摩尔比为1:0.9～1.1；

3.如权利要求1所述的钼钴碲化物异质结构材料的制备方法，其特征是，钼钴氧化物与碲粉的质量比为1.0:2.0～5.0。

4.如权利要求1所述的钼钴碲化物异质结构材料的制备方法，其特征是，混合气氛中，还原性气体的体积分数为5～10％；优选地，所述还原性气体为氢气。

5.如权利要求1所述的钼钴碲化物异质结构材料的制备方法，其特征是，退火氧化处理的温度为540～560℃；

6.如权利要求1所述的钼钴碲化物异质结构材料的制备方法，其特征是，退火处理时，升温速率为1～5℃/min；优选为2.5～3.5℃/min。

7.如权利要求1所述的钼钴碲化物异质结构材料的制备方法，其特征是，退火处理的时间为2～6h；优选为2.5～3.5h。

8.一种钼钴碲化物异质结构材料，其特征是，由权利要求1～7任一所述的制备方法获得。

9.一种权利要求8所述的钼钴碲化物异质结构材料作为钠离子电池负极中的应用。

10.一种钠离子电池，其特征是，钠离子电池的负极中的活性材料为权利要求8所述的钼钴碲化物异质结构材料。

技术总结
本发明属于无机纳米材料合成技术领域，涉及一种钼钴碲化物异质结构材料及其制备方法与应用。在160～200℃的温度条件下采用溶剂热法将二价钴盐、六价钼盐和甘油在异丙醇中进行共沉淀合成钼钴甘油酸盐前驱体纳米球；在空气氛围下，将钼钴甘油酸盐前驱体纳米球加热至500～600℃进行退火氧化处理，获得钼钴氧化物；在惰性及还原的混合气氛下，将将钼钴氧化物和碲源加热至550～650℃进行退火碲化处理，即得。本发明提供的钼钴碲化物异质结构材料具有纳米颗粒交联形成的类百香果状结构，该结构的钼钴碲化物异质结构材料，具有优异的可逆性和快速储钠动力学，表现出优异的储钠性能。

技术研发人员：何妍妍,李军辉,王倩,戴雨鑫,周国伟,孙彬,桑欣欣,张以轩
受保护的技术使用者：齐鲁工业大学（山东省科学院）
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11