[發明專利]一種CeO2/Ni/NiO多孔復合納米微球的制備方法

有效

• 申請號: 201710303180.4
• 申請日: 2017-05-03
• 公開（公告）號: CN107293410B
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發明（設計）人: 宋彩霞;朱義彪;王德寶;張波
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: H01G11/86
• 分類號: H01G11/86;H01G11/24;H01G11/30;H01G11/46;B82Y40/00
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 郝團代

本發明公開了一種CeO₂/Ni/NiO多孔復合納米微球的制備方法，包括下述兩個步驟：首先將乙酸鎳、硝酸鈰銨、六次甲基四胺三種水溶液依次混合，再加入一定量的乙二醇，得到混合溶液，將該混合溶液進行噴霧干燥，得到固體粉末；再所得固體粉末放入馬弗爐中，以一定的升溫速度升到設定溫度，保溫一段時間,得到CeO₂/Ni/NiO多孔復合納米微球。本發明方法所制備的CeO₂/Ni/NiO納米微球是由更加細小的納米顆粒自組裝而成的多孔結構復合納米微球，所述制備工藝相對簡單，所制備的粉體納米微球大小均勻，分散性好，用于超級電容器的電極材料，能顯著改善充放電性能。

技術領域

本發明屬無機功能材料領域，涉及一種CeO₂/Ni/NiO多孔復合納米微球的制備方法，具體地說，是涉及一種CeO₂/Ni/NiO多孔納米復合微球超級電容器電極材料的制備方法。

背景技術

超級電容器是一種能夠快速充放電、循環壽命長且功率密度高的新型儲能裝置。由于其優越的性能受到越來越多人的關注，而超級電容器中電極材料對超級電容器的性能起到決定性作用，成為超級電容器中研究的重點。

氧化鎳由于其資源廣泛、價格低廉、對環境無污染、電化學性能優越等特點受到越來越多人的關注，在超級電容器領域已被廣泛應用于電極材料。目前為止，人們在制備氧化鎳電極材料方面做出了許多研究，但在研究過程中仍有不足之處，雖然氧化鎳的理論比電容量很大，但由于導電性能差而很難達到理論比電容量。人們在研究中發現，將不同種類的金屬或金屬氧化物復合，不僅可以彌補單一材料的缺點，同時還可以實現材料性能的優勢互補，將大大提高電容器的性能。例如，N.Padmanathan&S.Selladurai等公開了一種溶膠-凝膠法制備 NiO-CeO₂復合材料作為電極材料的方法，在1A/g的電流密度下得到的比電容為305Fg^-1(Ionics 2014,20:409–420)。Wang等公開了一種水熱法制備NiO-Co₃O₄復合微球作為電極材料的方法，在1A/g的電流密度下得到的比電容為801Fg^-1(Chemical PhysicsLetters 2017,667: 260–266)。Chen等公開了一種化學浴沉積法和磁控濺射法相結合的方法，用于制備Ni/NiO 復合材料(Materials Research Bulletin 2016,76:113–117。中國發明專利CN2015102076993公開了一種通過兩步水熱反應法，制備超級電容器NiO@MnO₂納米片電極材料的方法。中國發明專利CN201510095023X公開了一種水熱法制備多孔NiO/CeO₂雜化納米片陣列的方法。

但將多組分混合沉淀制備復合納米材料，有別于單一納米粉體的制備，存在形貌難控制，易團聚和難分散等問題，限制了超級電容器的發展，使得復合電極材料的優越電化學性能不能充分發揮出來。

基于上述原因，發展一種工藝相對簡單、反應條件較溫和，能夠實現連續化生產，并能制備出具有良好分散性和電化學性能的CeO₂/Ni/NiO多孔復合納米微球電極材料，則是本發明所要解決的主要問題。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種由納米顆粒組裝而成的CeO₂/Ni/NiO多孔復合納米微球的制備方法。所述制備工藝相對簡單，所制備的復合材料具有球形多孔結構，分散性好，有利于電化學過程中電子和電解質離子的傳輸，從而有利于電化學儲能反應的發生，可以有效地改善電極材料的電化學性能。CeO₂、NiO具有很好的電化學氧化還原性，復合的金屬Ni可以提高復合材料的導電性，將其三者復合，可以賦予所制備的多孔電極材料更高的比電容和良好的循環穩定性。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案予以實現：