[發(fā)明專利]一種鎳錳雙金屬氫氧化物復(fù)合材料、光催化劑和電極材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611220974.6
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106847526B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張育新;單乾元;劉曉英;郭小龍;董帆
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: H01G11/30
• 分類號: H01G11/30;H01M4/90;B01J27/232
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發(fā)明提供了一種碳酸氧鉍?鎳錳雙氫氧化物復(fù)合材料，包括：碳酸氧鉍；負(fù)載在所述碳酸氧鉍表面的鎳錳雙金屬氫氧化物。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的鎳錳雙金屬氫氧化物復(fù)合材料以碳酸氧鉍為載體，碳酸氧鉍表面負(fù)載有鎳錳雙金屬氫氧化物，碳酸氧鉍作為鎳錳雙金屬氫氧化物生長的基體，能夠引導(dǎo)和控制其形貌結(jié)構(gòu)；而且碳酸氧鉍與鎳錳雙金屬氫氧化物的緊密連接能夠更充分、快速的為氧化還原反應(yīng)提供離子通道；在鎳錳雙金屬氫氧化物和碳酸氧鉍共同作用下，能夠使得到的復(fù)合材料同時具有較好的電化學(xué)性能以及光催化性能。本發(fā)明還提供了一種電極材料和光催化劑。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鎳錳雙金屬氫氧化物技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鎳錳雙金屬氫氧化物、光催化劑和電極材料。

背景技術(shù)

層狀雙氫氧化物(layered Double Hydroxide，簡稱LDHs)又稱陰離子黏土或類水滑石化合物，其晶體結(jié)構(gòu)與自然界存在的水滑石礦(Hydrotalcite，分子式為Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃ 4H₂O)結(jié)構(gòu)相似。層狀雙氫氧化物自發(fā)現(xiàn)以來對其研究經(jīng)久不衰，其在催化化學(xué)、離子交換劑、吸附劑、電化學(xué)、光化學(xué)等方面，有廣泛的應(yīng)用。層狀雙氫氧化物含有豐富的片層，可作為超級電容器的電極材料，它能同時利用雙電層電容和法拉第準(zhǔn)電容兩種儲能機理，一方面通過提供大比表面積提高雙電層電容，另一方面利用層板上過渡金屬元素的氧化還原反應(yīng)提供較高的法拉第準(zhǔn)電容。而且，層狀雙金屬氫氧化物獨特的空間結(jié)構(gòu)使其具有堿性、層間陰離子可交換性、熱穩(wěn)定性。由于這些特性，層狀雙金屬氫氧化物逐漸成為較理想的超級電容器電極材料。

同時，LDHs作為光催化劑的研究也正在興起，由于層狀雙氫氧化物的層板離子具有可替代性，將具有光催化活性的離子如Zn²⁺或Ti²⁺作為LDHs組成中的金屬陽離子，可以制備具有光催化活性的物質(zhì)。

當(dāng)前制備的雙氫氧化物種類豐富多樣，包括NiMn-LDH、NiAl-LDH、CoMn-LDH、CoAl-LDH、NiCo-LDH等。在這些雙氫氧化物中NiMn-LDH可以充分利用兩種金屬的協(xié)同效應(yīng)，能夠保證更為充分、快速的離子吸附與脫附及循環(huán)穩(wěn)定性。但是鎳錳雙氫氧化物納米片在循環(huán)過程中結(jié)構(gòu)的溶脹和坍塌導(dǎo)致的容量衰減限制了其在實際運用中的進一步發(fā)展，因此提高鎳錳雙氫氧化物的電化學(xué)性能成為人們研究的熱點。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種鎳錳雙金屬氫氧化物復(fù)合材料，本發(fā)明提供的鎳錳雙金屬氫氧化物復(fù)合材料同時具有較好的電化學(xué)性能以及光催化性能。

本發(fā)明提供了一種鎳錳雙金屬氫氧化物復(fù)合材料，包括：

碳酸氧鉍；

負(fù)載在所述碳酸氧鉍表面的鎳錳雙金屬氫氧化物。

優(yōu)選的，所述鎳錳雙金屬氫氧化物為：

Ni_1-xMn_x(OH)₂·mH₂O

其中，0＜x＜1，m為1～10。

優(yōu)選的，所述碳酸氧鉍和鎳錳雙金屬氫氧化物的質(zhì)量比為(1～4)：(1～2)。

本發(fā)明提供了一種上述技術(shù)方案所述的鎳錳雙金屬氫氧化物復(fù)合材料的制備方法，包括：

將碳酸氧鉍和堿性物質(zhì)溶于水中，得到分散液；

將所述分散液、鎳鹽和錳鹽進行反應(yīng)，得到鎳錳雙金屬氫氧化物復(fù)合材料。