一种分层结构CuS纳米花、制备方法及其应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113428889A(43)申请公布日2021.09.24(21)申请号202110910604.X(22)申请日2021.08.09(71)申请人陕西科技大学地址710021陕西省西安市未央区大学园(72)发明人张利锋胡越白嘉玺李帅阮欢郭守武(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人崔方方(51)Int.Cl.C01G3/12(2006.01)H01M4/58(2010.01)H01M10/054(2010.01)B82Y30/00(2011.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种分层结构CuS纳米花、制备方法及其应用(57)摘要本发明公开了一种分层结构CuS纳米花、制备方法及其作为应用，属于微纳米材料合成领域。本发明的制备方法以成本较低的铜源、硫源作为反应原料，通过金属离子的掺杂制备出CuS纳米材料。本发明原料易得，工艺简单，成本较低，适合工业化生产，应用前景广阔。本发明的制备方法，通过改变反应参数可以对CuS纳米材料的尺寸进行调控，制备出的CuS纳米材料形貌特征鲜明，具有独特的分层结构纳米花形状，作为钠离子电池负极材料，具有较好的电化学性能。CN113428889ACN113428889A权利要求书1/1页1.一种分层结构CuS纳米花的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将铜源和金属盐加入1,4‑丁二醇中，配制成溶液A，铜离子浓度为0.01～0.04mol/L，另一种金属离子浓度为0.005～0.02mol/L；将硫源加入去离子水中，配制成浓度为0.01～0.03mol/L的溶液B；2)将溶液B按照体积比1：(0.4～1)滴加至溶液A中，得到混合液；3)将混合液在40～70℃加热8～11小时，反应结束后，进行洗涤干燥，得到分层结构CuS纳米花。2.根据权利要求1所述的分层结构CuS纳米花的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，铜源为三氟甲磺酸铜、酒石酸铜或者葡萄糖酸铜。3.根据权利要求1所述的分层结构CuS纳米花的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，所述金属盐为氯化镍、氯化钯或二氯化锡。4.根据权利要求1所述的分层结构CuS纳米花的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，所述硫源为硫代氨基脲、L‑甲硫氨酸或2‑硫脲嘧啶。5.根据权利要求1所述的分层结构CuS纳米花及其制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，滴加时间为10～30分钟，滴加完成后搅拌0.5～1小时。6.根据权利要求1所述的分层结构CuS纳米花及其制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，洗涤3～6次，真空干燥温度为50～80℃，干燥时间为9～12小时。7.一种分层结构CuS纳米花，其特征在于，根据权利要求1～6任一项所述方法制备得到。8.权利要求7所述的分层结构CuS纳米花作为钠离子电池负极材料的应用。2CN113428889A说明书1/4页一种分层结构CuS纳米花、制备方法及其应用技术领域[0001]本发明属于微纳米材料领域，尤其是一种分层结构CuS纳米花、制备方法及其应用。背景技术[0002]钠离子电池由于钠资源储量比较丰富，价格相对较低，在新能源领域受到广泛关注。过渡金属硫化物环境友好，制备简单，与钠离子反应活性较大，因此是一类比较有应用前景的钠离子电池负极材料。CuS的电导率为10‑3S·cm‑1，理论比容量高达560mAhg‑1，放电平台较平坦，稳定性较好，因此，CuS也经常被用作钠离子电池负极材料进行研究。目前研究人员采用化学气相沉积法、模板法以及水热法等多种手段制备出了具有纳米颗粒、纳米线、纳米片、纳米花等多种CuS纳米材料。由于花状结构特殊，CuS纳米花近年来受到比较多的关注。[0003]如中国专利CN201210043760.1采用化学气相沉积法，通过控制反应体系的温度、压力以及产物收集区域，制备硫化铜纳米晶体、纳米棒、纳米薄片以及纳米花簇多种不同形貌。在功能性半导体器件，光电转化，催化等领域具有较大的应用前景。中国专利CN201910736092.2利用水热法制备出一种3D花状硫化铜，制备的花状硫化铜尺寸均匀、形貌规整，在光催化、电容器、传感器等领域具有一定的应用前景。中国专利CN202010120786.6利用水热法制备出一种石墨烯/硫化铜锌花状微米球光催化剂，制备的产品复合效果好，比表面积大，抗光腐蚀能力强，可见光光催化活性高，能充分利用太阳光对环境污染物进行光催化降解。上述公开的CuS纳米材料在制备过程中反应能耗偏大，制备工艺也比较复杂。发明内容[0004]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种分层结构CuS纳米花、制备方法及其应用。[0005]为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：[0006]一种分层