[發(fā)明專利]三維多孔納米花狀NiS2

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110405453.2
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113223869B
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 付民;陳偉;朱紫桐;劉青云
• 申請（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號: H01G11/86
• 分類號: H01G11/86;H01G11/24;H01G11/30;H01G11/32
• 代理公司: 濟南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 王志坤

本發(fā)明屬于無機納米材料合成技術(shù)及儲能材料領(lǐng)域，具體涉及三維多孔納米花狀NiS₂/碳布復(fù)合材料的制備及應(yīng)用。通過在實驗體系中加入尿素和含氨溶液，既能降低三維花狀Ni(OH)₂反應(yīng)溫度，還能提高三維花狀Ni(OH)₂純度，為了進(jìn)一步提升三維花狀Ni(OH)₂的電化學(xué)性能，本發(fā)明還通過刻蝕方法在三維花狀Ni(OH)₂片層結(jié)構(gòu)上造孔制備三維多孔納米花狀NiS₂材料，既能提高電化學(xué)性能，又能避免單純引入官能團(tuán)造成的團(tuán)聚、電化學(xué)循環(huán)能力差，引入第二相導(dǎo)致結(jié)合不緊密，分布不均勻的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無機納米材料合成技術(shù)及儲能材料領(lǐng)域，具體涉及三維多孔納米花狀NiS₂/碳布復(fù)合材料的制備及應(yīng)用。

背景技術(shù)

公開該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

納米材料及其技術(shù)是目前科學(xué)研究的熱點之一，被認(rèn)為是世紀(jì)的又一次產(chǎn)業(yè)革命。隨著不同領(lǐng)域?qū){米應(yīng)用的進(jìn)一步需求，當(dāng)前，在納米材料制備技術(shù)研究中的一個重要趨勢就是加強控制工程的研究，這包括顆粒尺寸、表面形狀和微結(jié)構(gòu)的控制。因此采用合適的方法合成形貌和結(jié)構(gòu)可控的高純納米材料是研究先進(jìn)材料和高性能材料的重要研究方向。

過渡金屬氧化物因其儲能過程具有豐富的氧化還原活性，在儲能材料方面具有廣泛的研究。Ni(OH)₂作為一種典型的過渡金屬氧化物，由于其成本低廉、易于合成、穩(wěn)定性較好和電化學(xué)活性高等優(yōu)點在制作電池、電容器以及電化學(xué)催化等方面均具有很好的應(yīng)用。然而，與其他贗電容性材料一樣，這種極具應(yīng)用前景的電極材料也存在著固有導(dǎo)電性低和循環(huán)過程中體積膨脹嚴(yán)重等問題。

發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，一些現(xiàn)有技術(shù)將Ni(OH)₂制備成三維花狀，但是反應(yīng)溫度高，時間長，或者Ni(OH)₂晶型不規(guī)整，純度低。而且三維花狀結(jié)構(gòu)對電化學(xué)性能的改善效果有限，如果想要進(jìn)一步提升其性能，還需要負(fù)載功能基團(tuán)或功能結(jié)構(gòu)，制備過程復(fù)雜，制備成電極元件電化學(xué)穩(wěn)定性差。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的三維花狀Ni(OH)₂反應(yīng)溫度高，時間長，純度低以及對電化學(xué)性能改進(jìn)效果受限的問題，本發(fā)明提出三維多孔納米花狀NiS₂/碳布復(fù)合材料的制備及應(yīng)用，通過在實驗體系中加入尿素和含氨溶液，既能降低三維花狀Ni(OH)₂反應(yīng)溫度，還能提高三維花狀Ni(OH)₂純度，為了進(jìn)一步提升三維花狀Ni(OH)₂的電化學(xué)性能，本發(fā)明還通過刻蝕方法在三維花狀Ni(OH)₂片層結(jié)構(gòu)上造孔制備三維多孔納米花狀NiS₂材料，既能提高電化學(xué)性能，又能避免單純引入官能團(tuán)造成的團(tuán)聚、電化學(xué)循環(huán)能力差，引入第二相導(dǎo)致結(jié)合不緊密，分布不均勻的問題。

具體地，本發(fā)明是通過如下所述的技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明第一方面，提供一種三維花狀Ni(OH)₂材料的制備方法，包括：將鎳鹽、堿性試劑、酸性試劑溶于溶劑，混合后進(jìn)行水熱反應(yīng)，即得。

本發(fā)明第二方面，提供一種三維花狀Ni(OH)₂材料的制備方法制備得到的三維花狀Ni(OH)₂材料。

本發(fā)明第三方面，提供一種三維花狀Ni(OH)₂/碳布復(fù)合材料，三維花狀 Ni(OH)₂材料位于碳布表面。

本發(fā)明第四方面，提供一種三維花狀Ni(OH)₂/碳布復(fù)合材料的制備方法，包括：將碳布放入含有鎳鹽、堿性試劑、酸性試劑的溶液中，混合后進(jìn)行水熱反應(yīng)，即得。