[發明專利]一種聚吡咯包覆Ni-Co-S納米針陣列復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010522101.0
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111785526B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 向翠麗;李靚;鄒勇進;劉尹;徐芬;孫立賢
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H01G11/24
• 分類號: H01G11/24;H01G11/30;H01G11/48;C01G53/00;B82Y40/00;B82Y30/00
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1.一種聚吡咯包覆Ni-Co-S納米針陣列復合材料，其特征在于：以乙酸鎳、乙酸鈷、尿素、硫脲為原料，制備NF/NiCo₂S₄納米針陣列材料，再以聚吡咯為導電聚合物，通過黏結劑為對甲苯磺酸和固化劑為過硫酸銨，在常溫條件下，滴加到所得NF/NiCo₂S₄納米針陣列材料表面，靜置之后烘干，制得聚吡咯包覆Ni-Co-S納米針陣列復合材料；納米針陣列復合材料的微觀結構為納米針狀結構，所述納米針狀結構具有殼-核結構，所述殼-核結構的核結構為NiCo₂S₄，殼結構為聚吡咯。

2.根據權利要求1所述聚吡咯包覆Ni-Co-S納米針陣列復合材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1）NF/NiCo₂O₄納米針陣列材料的制備，以滿足一定比例，將乙酸鎳、乙酸鈷和尿素溶于水后混合攪拌均勻，然后泡沫鎳放入，在一定條件下進行水熱反應，得到NF/ NiCo₂O₄納米針陣列材料；

所述步驟1）水熱反應的條件為，反應溫度為110-130℃，反應時間為11-13h；

步驟2）NF/NiCo₂S₄納米針陣列材料的制備，以一定質量比，配制硫脲水溶液，然后將步驟1）所得到的NF/NiCo₂O₄材料放入硫脲水溶液中，在一定條件下進行硫化，化得到NF/NiCo₂S₄納米針陣列材料；

所述步驟2）硫化的條件為，硫化溫度為100-120℃，反應時間為2.5-3.5h；

步驟3）聚吡咯包覆Ni-Co-S納米針陣列復合材料的制備，將聚吡咯溶于黏結劑后，滴加到步驟2）所得NF/NiCo₂S₄材料表面，之后再滴加固化劑，經干燥后，即可得到聚吡咯包覆Ni-Co-S納米針陣列復合材料；

所述步驟3）的黏結劑為對甲苯磺酸，黏結劑的濃度為3.5-4.5mmol/L；固化劑為過硫酸銨，固化劑的濃度為12-14mmol/L；黏結劑和固化劑的體積比為1:1；

合成NiCo₂S₄材料所用原料滿足以下物質的量之比，所述步驟1的乙酸鎳和乙酸鈷和步驟2的硫脲滿足物質的量之比為1：2：4；步驟1的乙酸鎳和尿素，步驟3的聚吡咯滿足以下質量比，聚吡咯：尿素：乙酸鎳 = 1：6：10。

3.根據權利要求1所述的聚吡咯包覆Ni-Co-S納米針陣列復合材料作為超級電容器電極材料的應用，其特征在于：窗口電壓為0-0.5V；在放電電流密度為1A/g時，比電容為1800-1900F/g。