[發明專利]一種雞冠花狀鎢酸鈷納米材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201711304479.8
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN107840371B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 田進軍;薛艷;劉玉潔;趙曉洋;田騰飛;黃亞平
• 申請（專利權）人: 南陽理工學院
• 主分類號: C01G51/00
• 分類號: C01G51/00;H01G11/24
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 韓曉娟

本發明公開了一種雞冠花狀鎢酸鈷納米材料的制備方法，具體向含有乙二醇的溶劑中加入一定量的鈷鹽，制備濃度為0.05～0.8mol/L的鈷鹽溶液；并稱取與鈷鹽等摩爾量的鎢酸鈉加入鈷鹽溶液中，攪拌均勻形成混合溶液；將所得混合溶液于反應釜中，于140～220℃下晶化6～18h，所得產物自然冷卻至室溫后，進行洗滌，然后在55～65℃條件下干燥10～12h，即得鎢酸鈷納米材料。本發明提供的鎢酸鈷納米材料的制備方法，具有制備方法簡單、形貌特別、成本低廉等優點，在KOH電解液中具有良好的電化學性能，在三電極體系中實現優異的比電容、循環壽命和倍率性能，在1A g^?1條件下，比電容達到1016Fg^?1。5000個充放電循環后，鎢酸鈷電極的電容保持率仍達90％。

技術領域

本發明屬于超級電容器電極材料的制備領域，特別涉及一種雞冠花狀鎢酸鈷納米材料及其制備方法和應用。

背景技術

超級電容器是一種介于電池和傳統電容器之間的能量儲存器件。因其具有充放電效率高、功率密度大、循環壽命長、環境友好等特點，廣泛應用于交通、移動通信、信息技術、航空航天和國防科技等領域。鎢酸鈷是一種非常重要的功能材料，在光催化、光導纖維、電容器、電催化氧化等領域都具有非常廣泛的用途。鎢酸鈷的制備方法有很多，共沉淀法、水熱法、溶劑熱法、微乳法等，鎢酸鈷的形貌也比較多，有鎢酸鈷納米線、納米棒、納米球等，但是雞冠花狀的形貌的目前還沒看到。

本發明提供了一種雞冠花狀鎢酸鈷納米材料的制備方法，具有工藝過程簡單、成本低廉等優點，開發出具有雞冠狀特殊形貌的鎢酸鈷納米材料，在理論基礎研究和實際應用方面都具有非常重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種雞冠花狀鎢酸鈷納米材料的制備方法，具有工藝過程簡單、成本低廉等優點，并且能夠有效地控制鎢酸鈷納米晶體的形貌，應用于超級電容器性能測試可取得良好的電容性能。

本發明提供的雞冠花狀鎢酸鈷納米材料的制備方法，包括以下步驟：

S1：以鈷鹽為原料，向乙二醇或含有乙二醇的溶劑中加入一定量的鈷鹽，充分攪拌至鈷鹽溶解，制備濃度為0.05～0.8mol/L的鈷鹽溶液；

S2：稱取與鈷鹽等摩爾量的鎢酸鈉加入S1的鈷鹽溶液中，攪拌均勻形成混合溶液；

S3：將S2所得混合溶液轉入反應釜中，于140～220℃下晶化6～18h，所得產物自然冷卻至室溫后，用蒸餾水和乙醇循環洗滌數次，然后在55～65℃條件下干燥10～12h，即得所述鎢酸鈷納米材料。

優選地，所述鈷鹽選自硝酸鈷、氯化鈷、乙酸鈷中的任意一種。

優選地，所述含有乙二醇的溶劑為乙二醇溶液、乙二醇與水的混合溶液、乙二醇與乙醇的混合溶液。

優選地，S3中，將S2所得混合液轉入反應釜中，于160～200℃下晶化10～18h。

優選地，本發明還提供了上述制備方法制備而成的雞冠花狀鎢酸鈷納米材料。

優選地，本發明還提供了上述雞冠花狀鎢酸鈷納米材料在超級電容器中作為電極材料的應用。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

本發明采用乙二醇、乙二醇與乙醇混合溶液或乙二醇的水溶液為溶劑，利用溶劑熱合成法，通過對晶化溫度、晶化時間的控制調控所制備鎢酸鈷的形貌，在無模板劑的制備條件下，制備出雞冠花狀鎢酸鈷納米材料。具有制備方法簡單、形貌特別、成本低廉等優點，以雞冠花狀鎢酸鈷納米材料作為電極材料，在KOH電解液中具有良好的電化學性能，在三電極體系中實現優異的比電容、循環壽命和倍率性能，在1Ag^-1條件下，比電容達到1016Fg^-1。5000個充放電循環后，鎢酸鈷電極的電容保持率仍達90％。

附圖說明