[發明專利]一種雙金屬氫氧化物@鉬酸鎳@石墨烯納米復合材料、制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201710868251.5
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN107680821B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 張小俊;蔣美文
• 申請（專利權）人: 安徽師范大學
• 主分類號: H01G11/30
• 分類號: H01G11/30;H01G11/36;H01G11/46;H01G11/86;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 任晨晨

本發明提供了一種雙金屬氫氧化物@鉬酸鎳@石墨烯納米復合材料、制備方法及其應用。與現有技術相比，本發明制備方法產物純度高、分散性好、晶形好且可控制，生產成本低，重現性好。所制備出的雙金屬氫氧化物@鉬酸鎳@石墨烯納米復合材料生長在碳布上，可直接作為超級電容器的柔性電極材料，不僅實現了長的穩定性，大的具體電容，高的能量密度和功率密度。而且碳布具有柔性電極，具有折疊和可穿戴行性，在未來的可穿戴電化學儲能設備中具有無限發展。

技術領域

本發明屬于納米材料技術領域，具體涉及一種雙金屬氫氧化物@鉬酸鎳@石墨烯納米復合材料、制備方法及其應用。

背景技術

隨著科學技術突飛猛進的發展以及電子產品的更新換代，超級電容器電極材料的研究已經引起了研究者們的極大興趣。目前，傳統的超級電容器電極材料主要有以下幾類：碳材料類電極材料、導電聚合物類電極材料、金屬氧化物類電極材料。然而，在實際應用中，人們發現，這些傳統的電極材料或多或少都存在各自的缺陷，如：活性面積小，導電性差、電容量低，循環時間短，能量密度和功率密度小，由于這些缺陷的存在，很難滿足現實中更高的應用需求。

發明內容

針對傳統電極材料的不足，本發明提供了一種雙金屬氫氧化物@鉬酸鎳@石墨烯納米復合材料，以雙金屬納米片為骨架，在其外部包覆鉬酸鎳納米薄膜，并與氧化石墨烯復合，形成一種穩定的復合結構。

本發明還提供了一種雙金屬氫氧化物@鉬酸鎳@石墨烯納米復合材料的制備方法，制備方法產物純度高、分散性好、晶形好且可控制，生產成本低，重現性好。

本發明還提供了一種雙金屬氫氧化物@鉬酸鎳@石墨烯納米復合材料在超級電容器上應用。

本發明提供的一種雙金屬氫氧化物@鉬酸鎳@石墨烯納米復合材料的制備方法，包括以下步驟：

1)將鎳源、鈷源和六亞甲基四胺再二次蒸餾水中混合均勻，得混合溶液，置于反應釜中，將碳布浸入其中，密閉，加熱反應，反應結束后冷卻至室溫，洗滌、干燥后，即得鈷鎳雙金屬氫氧化物納米片陣列；

2)將鎳源、鉬源和六亞甲基四胺置于二次蒸餾水中，混勻，得到混合溶液，將步驟1)制備的生長著鈷鎳雙金屬氫氧化物納米片陣列的碳布浸入所得混合溶液中，密閉，加熱反應，反應結束后冷卻至室溫，洗滌、干燥，即得雙金屬氫氧化物表面包覆鉬酸鎳薄膜納米復合材料；

3)將步驟2)制備的生長有鈷鎳雙金屬氫氧化物、鉬酸鎳異質結構納米片陣列置于氧化石墨烯水溶液中，浸泡后，干燥，即得雙金屬氫氧化物@鉬酸鎳@石墨烯納米復合材料。

進一步的，步驟1)中所述鎳源選自六水硝酸鎳；所述鈷源選自六水硝酸鈷；

步驟1)中鎳源、鈷源和六亞甲基四胺的摩爾比為1:2:4。

步驟1)中所述混合溶液中鎳源濃度≥0.04mol L^-1，鈷源濃度≥0.08mol L^-1，六亞甲基四胺的濃度≥0.16mol L^-1。

步驟1)中所述加熱反應是指100℃下反應6-10h。

步驟1)中所述碳布使用前進行清洗，具體為：將表面有雜質的碳布依次放入稀鹽酸、乙醇、二次蒸餾水中進行超聲清洗，超聲清洗時間分別為10-20min。

步驟2)中所述鎳源選自六水硝酸鎳；所述鉬源選自二水合鉬酸鈉。鎳源與鉬源摩爾比為1:1。

步驟2)中所述鎳源在混合液中濃度為≥0.035mol L^-1，所述鉬源濃度≥0.035molL^-1。

步驟2)中所述加熱反應是指在80℃下反應4-8h。