一种四硫化钒/碳化钒复合材料及其制备方法和应用

技术特征：
1.一种四硫化钒/碳化钒复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将钒碳化铝刻蚀、插层、冷冻干燥得到少层v2ct
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粉末；将钒源和有机溶剂混合得到前驱体溶液，向所述前驱体溶液中加入少层v2ct
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粉末，低温超声，得到第一悬浊液；再向所述第一悬浊液中加入硫源，搅拌得到第二悬浊液；将所述第二悬浊液进行溶剂热反应，洗涤、冷冻干燥得到四硫化钒/碳化钒复合材料；其中，所述钒源包括偏钒酸铵和/或乙酰丙酮氧钒，所述有机溶剂包括乙二醇、n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺和甲醇中的一种或多种，所述硫源包括硫代乙酰胺、l-半胱氨酸和硫脲中的一种。2.根据权利要求1所述的四硫化钒/碳化钒复合材料的制备方法，其特征在于，所述将钒碳化铝刻蚀、插层、冷冻干燥得到少层v2ct
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粉末包括：采用氢氟酸对钒碳化铝进行刻蚀，并离心洗涤得到多层v2ct
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；向多层v2ct
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中加入四丁基氢氧化铵，在惰性气氛下对多层v2ct
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进行插层，离心洗涤得到悬浊液；将所述悬浊液超声剥离、离心后取上层液，得到少层v2ct
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分散液；将所述少层v2ct
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分散液冷冻干燥得到v2ct
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粉末。3.根据权利要求1所述的四硫化钒/碳化钒复合材料的制备方法，其特征在于，所述第二悬浊液进行溶剂热反应，洗涤、冷冻干燥得到四硫化钒/碳化钒复合材料包括：将所述第二悬浊液在160～200℃下反应8～36小时后得到反应产物，将所述反应产物洗涤后在真空条件下冷冻干燥得到四硫化钒/碳化钒复合材料。4.根据权利要求1所述的四硫化钒/碳化钒复合材料的制备方法，其特征在于，所述钒源与硫源的摩尔比为1:4～6；所述钒源与有机溶剂的混合比例为1mmol：15～35ml；所述钒源与少层v2ct
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粉末的混合比例为1mmol：30～160mg。5.根据权利要求2所述的四硫化钒/碳化钒复合材料的制备方法，其特征在于，所述多层v2ct
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的层数为20～50层，所述少层v2ct
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粉末的层数为1～10层。6.根据权利要求2所述的四硫化钒/碳化钒复合材料的制备方法，其特征在于，所述氢氟酸的浓度为35～45％，刻蚀温度为30～40℃，刻蚀时间为20～26h；所述四丁基氢氧化铵浓度为2～7％，插层时间为20～26h；所述少层v2ct
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分散液冷冻干燥温度为-55～-65℃、时间为20～26h；所述第二悬浊液冷冻干燥温度为-55～-65℃、时间为20～26h。7.一种四硫化钒/碳化钒复合材料，其特征在于，所述四硫化钒/碳化钒复合材料通过权利要求1至6中任意一项所述四硫化钒/碳化钒复合材料的制备方法制备得到，所述四硫化钒/碳化钒复合材料的结构为：四硫化钒纳米片均匀的分布在碳化钒的表面，其中，碳化矾为无定型结构，四硫化钒/碳化钒复合材料的比表面积为30～50m
2 g-1
。8.一种四硫化钒/碳化钒复合材料的应用，其特征在于，所述应用包括将如权利要求7所述的四硫化钒/碳化钒复合材料应用于电池负极材料。
9.根据权利要求8所述的四硫化钒/碳化钒复合材料的应用，其特征在于，所述应用包括：将四硫化钒/碳化钒复合材料与导电剂、粘结剂按质量比5～8∶1～2∶0.5～1的比例混合并涂覆在铜箔上，干燥后作为工作电极。10.根据权利要求9所述的四硫化钒/碳化钒复合材料的应用，其特征在于，所述工作电极在0.1a～10a g-1
电流密度下循环充放电50～100次后，容量保持率为首次的42～52％，循环性能稳定。

技术总结
本发明提供了一种四硫化钒/碳化钒复合材料及其制备方法和应用。四硫化钒/碳化钒复合材料的制备方法包括以下步骤：将钒碳化铝刻蚀、插层、冷冻干燥得到少层V2CT


技术研发人员：王明珊 陈淋 曾敏 李恩智 李星
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2022.05.10
技术公布日：2022/7/12