[發明專利]一種用于超級電容器的金屬硫化物納米管/金屬氫氧化物復合電極的制備方法

在審

• 申請號: 201910854635.0
• 申請日: 2019-09-10
• 公開（公告）號: CN110534356A
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 亓鈞雷;梁顥嚴;賈赫男;林鐵松;曹健;馮吉才
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01G11/86
• 分類號: H01G11/86;H01G11/24;H01G11/30
• 代理公司: 23109 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 岳泉清<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種用于超級電容器的金屬硫化物納米管/金屬氫氧化物復合電極的制備方法，其特征在于它是按以下步驟進行的：

一、清洗：

將泡沫鎳基底材料進行清洗，得到清洗后的泡沫鎳基底；

二、水熱法制備：

利用水熱法在清洗后的泡沫鎳基底表面制備MnCo前驅體納米線陣列、ZnCo前驅體納米線陣列或Co前驅體納米線陣列，得到表面制備有前驅體納米線陣列的基底；

三、離子交換法制備：

將硫化鈉或硫代乙酰胺加入到去離子水中，超聲攪拌至溶解，得到均勻溶液，將均勻溶液置于聚四氟乙烯反應釜中，然后將表面制備有前驅體納米線陣列的基底浸漬于均勻溶液中，在溫度為90℃～160℃的條件下，水熱反應6h～9h，最后用去離子水和乙醇分別超聲清洗1min～3min，干燥，得到表面制備有金屬硫化物納米管陣列的基底；

所述的均勻溶液的濃度為0.01mol/L～0.03mol/L；

四、電沉積：

將金屬鹽溶于去離子水中，超聲攪拌至溶解，得到金屬鹽溶液，以表面制備有金屬硫化物納米管陣列的基底為工作電極、金屬鉑片為對電極、Ag/AgCl為參比電極構成三電極體系，以金屬鹽溶液為電解液，在電位為-1.2V～-0.8V的條件下，采用恒電位沉積的方法在工作電極上電沉積60s～300s，即完成用于超級電容器的金屬硫化物納米管/金屬氫氧化物復合電極的制備方法；

所述的金屬鹽溶液的濃度為0.1mol/L～0.3mol/L。

2.根據權利要求1所述的一種用于超級電容器的金屬硫化物納米管/金屬氫氧化物復合電極的制備方法，其特征在于步驟四中所述的金屬鹽為硝酸鎳、硝酸鈷、硝酸鎳和硝酸鈷的混合物、六水合醋酸錳和硝酸鈷的混合物或氯化錳和硝酸鎳的混合物。

3.根據權利要求1所述的一種用于超級電容器的金屬硫化物納米管/金屬氫氧化物復合電極的制備方法，其特征在于步驟二中當在清洗后的泡沫鎳基底表面制備MnCo前驅體納米線陣列時，具體是按以下步驟進行的：將六水合硝酸鈷、四水合氯化錳、尿素和氟化銨加入到去離子水中，超聲攪拌至溶解，得到混合溶液A，將混合溶液A置于聚四氟乙烯反應釜中，然后將清洗后的泡沫鎳基底浸漬于混合溶液A中，在溫度為120℃～180℃的條件下，水熱反應12h～18h，自然冷卻至室溫，最后用去離子水和乙醇分別超聲清洗1min～3min，干燥；

所述的六水合硝酸鈷中Co原子與四水合氯化錳中Mn原子的原子比為(1～3):1；所述的六水合硝酸鈷與尿素的質量比為1:(0.4～0.8)；所述的六水合硝酸鈷與氟化銨的質量比為1:(0.2～0.4)；所述的六水合硝酸鈷的質量與去離子水體積比為1g:(60～100)mL。

4.根據權利要求1所述的一種用于超級電容器的金屬硫化物納米管/金屬氫氧化物復合電極的制備方法，其特征在于步驟二中當在清洗后的泡沫鎳基底表面制備ZnCo前驅體納米線陣列時，具體是按以下步驟進行的：將六水合硝酸鈷、六水合硝酸鋅、尿素和氟化銨加入到去離子水中，超聲攪拌至溶解，得到混合溶液B，將混合溶液B置于聚四氟乙烯反應釜中，然后將清洗后的泡沫鎳基底浸漬于混合溶液B中，在溫度為100℃～150℃的條件下，水熱反應4h～6h，自然冷卻至室溫，最后用去離子水和乙醇分別超聲清洗1min～3min，干燥；

所述的六水合硝酸鈷中Co原子與六水合硝酸鋅中Zn原子的原子比為(1～3):1；所述的六水合硝酸鈷與尿素的質量比為1:(0.4～0.6)；所述的六水合硝酸鈷與氟化銨的質量比為1:(0.1～0.2)；所述的六水合硝酸鈷的質量與去離子水體積比為1g:(100～150)mL。