[發明專利]一種雙缺陷工藝構建硼氫化鈉還原的鉬摻雜的R-Mo-NiCo2

在審

• 申請號: 202210204307.8
• 申請日: 2022-03-02
• 公開（公告）號: CN114604906A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 孔泳;王成超;蔡文蓉;李俊瑤;吳大同
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C01G53/00
• 分類號: C01G53/00;H01G11/30;H01G11/86
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈;李玉娜

一種雙缺陷工藝構建硼氫化鈉還原的鉬摻雜的R?Mo?NiCo₂O₄及其制備方法和應用，屬于材料合成技術領域。R?Mo?NiCo₂O₄的制備方法包括：稱取前驅體鉬摻雜的鎳鈷?層狀雙氫氧化物/堿式氧化鎳即Mo?NiCo?LDH/NiOOH進行氧化煅燒處理，得到鉬摻雜的鈷酸鎳即Mo?NiCo₂O₄，再將Mo?NiCo₂O₄置于硼氫化鈉溶液中進行還原，得到富含氧空位的R?Mo?NiCo₂O₄。本發明制備方法簡單易行，制得的R?Mo?NiCo₂O₄可用作超級電容器電極，經過5000次充放電后，其容量保持率為87.4％，說明R?Mo?NiCo₂O₄作為電極材料具有較高的循環穩定性和較高的比容量。

技術領域

本發明屬于材料合成技術領域，具體涉及一種雙缺陷工藝構建硼氫化鈉還原的鉬摻雜的R-Mo-NiCo₂O₄及其制備方法和應用。

背景技術

在諸多能量儲存器件中，超級電容器是其中極具潛力的一種。超級電容器具有較高的功率密度，較快的充放電速率，較好的循環穩定性等優點而成為當下研究的熱點。然而超級電容器具有相對較低的能量密度和低電容特性，極大地限制了其廣泛應用。為了實現超級電容器性能的綜合提升，科研工作者致力于電極材料的研發，對電極材料的優化與提升能有效解決上述問題。活性電極材料是決定超級電容器性能的決定因素。鑒于碳基材料具有較低的比電容，更多學者將目光聚焦于贗電容或電池類型的電極材料。

近年來，過渡金屬氧化物以其可變的氧化價態，成本低廉，易于制備而引起巨大關注。此外，由于過渡金屬氧化物是一種重要的電化學活性材料，具有較高的理論比電容，在超級電容器領域具有廣泛的研究價值。然而，諸多過渡金屬氧化物具有較差的導電性，且在充放電過程中結構易發生坍塌而導致其穩定性較差。為此，應采取相關措施來提升過渡金屬氧化物的穩定性和電化學性能。

元素摻雜是提高超級電容器電化學性能的一項有效手段。引入的過渡金屬離子可以通過摻雜雜原子時產生的缺陷和重新排列價電子以促進電子轉移，有助于調節電子密度，從而提高催化性能和電化學性能。Mo⁶⁺作為一種典型的高價非3d過渡金屬離子，其離子半徑與Co³⁺和Ni²⁺相似，更有利于摻雜反應。Mo的引入會促進電荷的轉移，從而提高電極材料的導電性。此外，氧空位的引入可以誘導空位從而在晶格中形成局部內建電場，在納米結構表面形成介電極化場，促進離子在電極中的擴散，有效提升電極材料的電化學性能。

發明內容

針對上述現有技術中存在的問題，本發明的目的在于設計提供一種硼氫化鈉還原的鉬摻雜的鈷酸鎳(R-Mo-NiCo₂O₄)及其制備方法和應用，該材料可用作超級電容器電極材料。摻雜雜原子產生的缺陷和重新排列價電子以促進電子轉移，有助于調節電子密度，氧空位的引入可有效提升電極材料的穩定性和電化學性能，為此，R-Mo-NiCo₂O₄呈現出較好的電化學性能和循環穩定性。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種雙缺陷工藝構建硼氫化鈉還原的鉬摻雜的R-Mo-NiCo₂O₄的制備方法，其特征在于稱取前驅體鉬摻雜的鎳鈷-層狀雙氫氧化物/堿式氧化鎳即Mo-NiCo-LDH/NiOOH進行氧化煅燒處理，得到鉬摻雜的鈷酸鎳即Mo-NiCo₂O₄，再將Mo-NiCo₂O₄置于硼氫化鈉溶液中進行還原，得到富含氧空位的R-Mo-NiCo₂O₄。

所述的制備方法，其特征在于包括以下步驟：