[發明專利]一種鈷酸鎳/鎢酸鎳/聚苯胺三元復合納米線陣列電極的制備方法

有效

• 申請號: 201710342096.3
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN107180704B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 吳方勝;黎肇英;郝臣;王曉紅;高海文;周賽賽;黎郡;王瑩瑩
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H01G11/46
• 分類號: H01G11/46;H01G11/48;H01G11/86
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種鈷酸鎳/鎢酸鎳/聚苯胺三元復合納米線陣列電極的制備方法，制備步驟如下：步驟1、制備鈷酸鎳納米線陣列；步驟2、制備鈷酸鎳/鎢酸鎳核殼納米線陣列；步驟3、制備鈷酸鎳/鎢酸鎳/聚苯胺三元復合納米線陣列電極。本發明采用水熱合成技術，以導電性好且具有疏松多孔的獨特結構的泡沫鎳作為基底通過兩步水熱制得鈷酸鎳/鎢酸鎳核殼納米線陣列，這樣既避免繁瑣制作電極片的過程，還可有效提高活性物質利用率，增大活性表面,提高材料的擴散傳質性能。再通過簡單的化學聚合法將聚苯胺沉積到鈷酸鎳/鎢酸鎳核殼納米線陣列表面得到鈷酸鎳/鎢酸鎳/聚苯胺三元復合核殼納米線陣列。

技術領域

本發明屬于超級電容器電極材料的制備領域，尤其涉及一種鈷酸鎳/鎢酸鎳/聚苯胺三元復合納米線陣列電極材料的制備方法。

背景技術

隨著人類社會的不斷發展和科學技術的不斷進步，人類對能源與資源的需求量越來越大，所以迫切需要一些高效、清潔、可持續的能源以及新的技術來儲存和轉換能量。超級電容器具有高的功率密度、快速的充放電過程、長的壽命、低的成本、環境友好以及安全等優點，已成為近年來人們密切關注的一個研究新熱點。

超級電容器電極材料是其關鍵組成部分。研究發現單一電極材料往往會由于某些不足導致總體電化學性能下降。近年來，隨著對納米材料研究的深入，人們開始嘗試對材料在納米尺度上進行復合。其中核殼型納米復合材料(包括核殼型納米顆粒及納米陣列等)是納米復合材料的一種典型的形式，其研究的主要內容是通過在納米顆粒或陣列表面涂覆或包裹一層新材料來賦予它們新的特性，并進一步研究其表面、界面屬性。作為一種有序的復合結構，核殼型納米復合材料顯示出了單一組分納米材料無法比擬的性能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種鈷酸鎳/鎢酸鎳/聚苯胺三元復合納米線陣列電極材料的制備方法，通過材料的復合，核殼的結構和材料之間的協同作用有效地提高了復合材料的電化學性能。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種鈷酸鎳/鎢酸鎳/聚苯胺三元復合納米線陣列電極的制備方法，步驟如下：

步驟1、制備鈷酸鎳納米線陣列：在室溫下，將硝酸鎳、硝酸鈷和尿素按物質的量濃度之比1:2:8溶解于去離子水中得到前驅體溶液A；超聲半小時后將前驅體溶液A轉入到水熱反應釜中并加入一片裁剪好的泡沫鎳，密封后置于烘箱中水熱反應，然后自然冷卻至室溫，取出泡沫鎳，洗滌，真空干燥，煅燒后得到鈷酸鎳納米線陣列；

步驟2、制備鈷酸鎳/鎢酸鎳核殼納米線陣列：在室溫下，將硝酸鎳、鎢酸鈉和尿素按物質的量濃度之比1:1:4溶解于去離子水中得到前驅體溶液B，超聲半小時后將前驅體溶液B轉入到水熱反應釜中并加入步驟1得到的鈷酸鎳納米線陣列，密封后置于烘箱中水熱反應，然后自然冷卻至室溫，取出泡沫鎳，洗滌，真空干燥，煅燒后得到鈷酸鎳/鎢酸鎳核殼納米線陣列；

步驟3、制備鈷酸鎳/鎢酸鎳/聚苯胺三元復合納米線陣列電極：將苯胺和對甲苯磺酸超聲分散于去離子水/無水乙醇混合溶劑中得到混合溶液，轉移到冰浴中，并將步驟2得到的鈷酸鎳/鎢酸鎳核殼納米線陣列放入混合溶液中，緩慢滴加過硫酸銨溶液，冰浴反應結束后，洗滌，真空干燥，得到鈷酸鎳/鎢酸鎳/聚苯胺三元復合納米線陣列電極。

步驟1中，所述水熱反應溫度110-150℃，時間4-8h；洗滌為分別用無水乙醇、去離子水交替洗滌3次，干燥為60-80℃條件下真空干燥12h，煅燒溫度300-400℃。

步驟2中，所述水熱反應溫度110-150℃，時間4-8h，洗滌為分別用無水乙醇、去離子水交替洗滌3次，干燥為60-80℃條件下真空干燥12h，煅燒溫度300-400℃。