[發明專利]一種鈷酸鎂的制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110843882.8
• 申請日: 2021-07-26
• 公開（公告）號: CN113830838A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 柯尊潔;倪航;田玉;劉萬能;朱小龍;鄭廣
• 申請（專利權）人: 江漢大學
• 主分類號: C01G51/00
• 分類號: C01G51/00;H01G11/24;H01G11/30;H01G11/46
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 張曉冬

本發明涉及一種鈷酸鎂的制備方法和應用，屬于電極材料技術領域，所述方法包括，將十二烷基磺酸鈉、鎂源、鈷源、沉淀劑、結構合成劑、水以及醇溶劑混合制備第一混合溶液；將預處理泡沫鎳置于所述第一混合溶液中在120?150℃的溫度下反應5?7h，獲得前驅體；將所述前驅體煅燒，獲得鈷酸鎂。本發明提供的鈷酸鎂具有微孔隙特性、高導電率、氧化還原活性位點多的優勢，提高了電極材料的電容量；且本方法易于實現、成本低廉，可以有效降低工藝技術難度，適于批量生產。

技術領域

本發明屬于電極材料制備技術領域，尤其涉及一種鈷酸鎂的制備方法和應用。

背景技術

鈷酸鎂(MgCo₂O₄)為氧化鎂合三氧化二鈷的產物，常溫下為黑色粉末。鈷酸鎂屬于等軸晶系，空間群Fd3m，其晶體場穩定性能比較好，晶格常數因其成本低、來源廣、電化學性能好、對環境友好。鈷酸鎂由于其理論比電容可達3122F/g，因此，比其他鈷基金屬氧化物具有更中要的價值，而成為電極材料中的佼佼者之一，可應用于超級電容器。

目前鈷酸鎂的合成方法有水熱法，由于水熱法能耗低、原料易得、污染少等優點，一直被人們認為是合成無機粉體材料的有效方法。將鈷酸鎂和鉬酸鎳經水熱過程得到具有協同效應的納米復合電極材料，可以改善電極材料的充放電、循環穩定性、溫度特性和使用壽命等電化學性能。但實際的情況下，現有方法所獲得的鈷酸鎂容量并不高，從而影響了超級電容器的使用性能。

發明內容

本發明提供了一種鈷酸鎂的制備方法和應用，以使鈷酸鎂具有高容量，從而作為電極材料可應用于超級電容器。

一方面，本發明提供了一種納米線形貌的鈷酸鎂的制備方法，所述方法包括，

將十二烷基磺酸鈉、鎂源、鈷源、沉淀劑、結構合成劑、水以及醇溶劑混合制備第一混合溶液；

將預處理泡沫鎳置于所述第一混合溶液中在120-150℃的溫度下反應5-7h，獲得前驅體；

將所述前驅體煅燒，獲得鈷酸鎂。

進一步地，所述十二烷基磺酸鈉、所述鎂源、鈷源、沉淀劑、結構合成劑的摩爾比為0.5～1:1～10：2～10:1～15:1～5。

進一步地，所述鎂源為如下任意一種：硝酸鎂、醋酸鎂、氯化鎂。

進一步地，所述鈷源為如下任意一種：硝酸鈷、醋酸鈷、氯化鈷。

進一步地，所述沉淀劑為如下任意一種：尿素、草酸、碳酸。

進一步地，所述結構合成劑為氟化銨。

進一步地，所述方法還包括，

將待處理泡沫鎳采用酸液、丙酮、無水乙醇以及去離子水分別超聲處理15-30min；

將超聲處理后的待處理泡沫鎳在50-80℃的溫度下烘干處理65-75min的時間，獲得所述預處理泡沫鎳。

進一步地，所述煅燒溫度為350-400℃，所述煅燒時間為2-3h。

另一方面，本發明還提供了一種鈷酸鎂，由上述的鈷酸鎂的制備方法制得，所述鈷酸鎂的微觀形貌包括交錯排列的多條納米線，所述納米線的直徑為11-26.5nm，所述納米線上具有孔隙。

再一方面，本發明還提供了一種鈷酸鎂的應用，將所述鈷酸鎂作為電極材料應用于超級電容器中。

本發明實施例中的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：