简介:摘要: Ni3S2 微纳米结构由于其低廉的成本和优越的电化学性能而备受关注,这些特性也使其成为新一代储能材料的有利竞争者。但由于 Ni3S2 微纳米结构的复杂性,制备纯正的满足要求的 Ni3S2 微纳米结构仍存在很大的挑战,在充放电过程中出现的粉化现象,也极大地影响其使用寿命。如何巧妙地将各种改性手段结合起来,把所制备的优异材料应用在实际生产中将成为科研工作者研究的重心,也将是未来新材料的又一创新发展方向。近年来, Ni3S2 微纳米结构因其特殊的电化学特性以及由此而产生的良好的电学性能,引起了相关研究者们的极大兴趣。本文综述了 Ni3S2 微纳米结构研究的新进展,归纳了 Ni3S2 微纳米结构的制备方法,对 Ni3S2 微纳米结构研究的发展进行了展望。 关键词:微纳米结构;泡沫镍;电化学 1 引言 过渡金属硫化物因其特殊的电化学特性近年来受到了电力储存业界的追捧。其中, Ni3S2 又以其更为突出的性能受到了锂电池制造研究者们的关注。虽然现在只是被判断为具有极广阔前景的新材料,但 Ni3S2 微纳米结构的构建和纳米粉体的制备其实已经得到了一定程度上的研究。目前,实验中制备 Ni3S2 微纳米结构主要使用电沉积法和水 / 溶剂热法。研究人员会依据不同的实验条件和目的选择更为合理的方法。 2Ni3S2 微纳米结构的研究与应用 2.1 Ni3S2 微纳米结构的制备方法 2.1.1 电沉积法 李俊敏等 [1] 以 NH4SCN 为硫源,在水溶液中电沉积制备了用于锂离子电池负极的 Ni3S2/Ni 复合材料。 柳兆祥等 [2] 采用电沉积法在碳化硅纳米线薄膜上沉积镍硫合金,制备碳化硅纳米线 / 镍硫合金薄膜复合电极。 刘荣伟 [3] 利用一步电化学沉积的方法,使用 TU 为硫源, NiCl2 为镍源,在镍网上直接沉积了带有 Ni3S2 纳米颗粒的薄膜。 2.1.2 水热 / 溶剂热法 水热 / 溶剂热法可以依照加热步骤的出现次数即是否在合成目标产物之前先使用水热 / 溶剂热法合成前驱体细分为多步法和一步法。 Xiao Huang 等 [4] 使用水热法为基础的多步法,先将泡沫镍用 NH4F 溶液水热蚀刻,再将得到的样品在 500℃ 下氧化数小时。将氧化后的样品(前驱体)使用 Ni2S 溶液进行水热硫化,得到依附于泡沫镍上的 Ni3S2 纳米结构。 王明星 [5] 在制造用于超级电容的三维石墨烯 /Ni3S2 复合材料时,首先使用了化学气相沉积法制备了三维石墨烯,再通过一步水热法,在三维石墨烯的基础上原位制备了三维石墨烯 /Ni3S2 复合材料。 于霞 [6] 使用一步溶剂热法,在 Ni 基片上大规模地合成了规则的 NiSe 、 Ni3S2 及 Ni3S2-NiSe 复合纳米棒阵列。并且发现不同的表面活性剂用量会显著影响纳米棒阵列的形貌。 Jian Wen 等 [7] 使用简单的一步溶剂热法,在清洁的镍丝上直接生长出 Ni3S2 纳米棒结构,用来作为同轴纤维状电容的一极。 Canbin Ouyang 等 [8] 使用一步溶剂热法,在经酸处理的泡沫镍上生长出了电学性能较好的 Ni3S2 纳米棒结构。