[發明專利]一種多孔導電的碳材料負載NiCo2O4復合材料及其制法和應用

有效

• 申請號: 201710470683.0
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107393725B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 陶有勝;馬來;王承輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所;福建遠翔新材料股份有限公司
• 主分類號: H01G11/30
• 分類號: H01G11/30;H01G11/32;H01G11/36;H01G11/40;H01G11/46;H01G11/86;B01J23/755;B01J35/10;C25B1/04;C25B11/06
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;牛艷玲

1.一種碳材料負載NiCo₂O₄的復合材料的制備方法，其特征在于，所述復合材料中，NiCo₂O₄以多孔六邊形或多孔類六邊形的納米顆粒形式存在，其粒徑為2 nm-150 nm；且所述NiCo₂O₄負載于所述碳材料上；所述復合材料具有多孔結構，所述多孔結構為微孔和介孔；

所述方法包括以下步驟：

（1）將鎳源、鈷源溶解于溶劑中，獲得鎳-鈷溶液；或者，將鎳源和鈷源分別溶解于溶劑中，獲得鎳溶液和鈷溶液；

（2）將碳材料分散在溶劑中，獲得碳材料分散液；

（3）將步驟（1）的鎳-鈷溶液或鎳溶液和鈷溶液與步驟（2）的碳材料分散液混合，加入還原劑，水熱反應或溶劑熱反應或溶液化學反應，反應產物退火處理后，獲得所述碳材料負載NiCo₂O₄的復合材料；

其中，步驟（3）中所述的還原劑為三乙胺或三乙醇胺或二異丙胺或三(2-氨基乙基)胺；

步驟（3）中，所述水熱反應或溶劑熱反應或溶液化學反應的加熱溫度為60-350℃，加熱時間為0.5-48小時；

步驟（3）中，反應產物的退火溫度為110-450℃，退火時間為0.5-48小時。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述碳材料選自石墨烯、碳納米管、碳納米角、碳纖維、活性炭、納米石墨或薄層石墨。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其中，所述的石墨烯為純的石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯片層、多層石墨烯或其化學處理物中的一種或多種，所述化學處理包括酸處理、氧化處理、異原子摻雜或表面活性劑處理。

4.根據權利要求2所述的制備方法，其中，所述的碳納米管選自單壁碳納米管、雙壁碳納米管、多壁碳納米管中的一種或多種。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其中，所述碳納米管經化學處理，所述化學處理包括酸處理、氧化處理、異原子摻雜或表面活性劑處理。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其中，所述的碳納米管為化學處理的多壁碳納米管，所述化學處理包括酸處理、氧化處理、異原子摻雜或表面活性劑處理。

7.根據權利要求2所述的制備方法，其中，所述的碳納米角為純的碳納米角、化學處理的碳納米角中的一種或多種，所述化學處理包括酸處理、氧化處理、異原子摻雜或表面活性劑處理。

8.根據權利要求2所述的制備方法，其中，所述的碳纖維為純的碳纖維、活性碳纖維、化學處理的碳纖維中的一種或多種，所述化學處理包括酸處理、氧化處理、異原子摻雜或表面活性劑處理。

9.根據權利要求2所述的制備方法，其中，所述的活性炭為純的活性炭、化學處理的活性炭中的一種或多種，所述化學處理包括酸處理、氧化處理、異原子摻雜或表面活性劑處理。

10.根據權利要求3、5、6、7、8或9任一項所述的制備方法，其中，所述異原子為選自下述原子的非碳原子：氮、磷、硼或硫。

11.根據權利要求1-9任一項所述的制備方法，其中，所述碳材料為層狀形式、顆粒形式、纖維狀形式、薄膜形式、分散液形式或聚集體形式。

12.根據權利要求1-9任一項所述的制備方法，其特征在于，所述NiCo₂O₄占所述復合材料總質量的百分比為10%-100%且不為100%。

13.根據權利要求12項所述的制備方法，其特征在于，所述NiCo₂O₄占所述復合材料總質量的百分比為50%-98%。