CN105321732B - 一种Ag掺杂β‑Co(OH)2超级电容器电极材料的制备方法 - Google Patents
一种Ag掺杂β‑Co(OH)2超级电容器电极材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105321732B CN105321732B CN201510813517.7A CN201510813517A CN105321732B CN 105321732 B CN105321732 B CN 105321732B CN 201510813517 A CN201510813517 A CN 201510813517A CN 105321732 B CN105321732 B CN 105321732B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode material
- doping
- super capacitor
- preparation
- reactor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
本发明公开了一种Ag掺杂β‑Co(OH)2超级电容器电极材料的制备方法。该方法成本较低,工艺简单,通过掺杂贵金属Ag,大大的提高了材料的导电性能,所得产物尺寸均匀,形貌单一,直径在2μm左右,复合物表面有裂缝的生成,这有利于电解液的扩散,从而提高材料的比电容,同时产物具有较大的比表面积,使其作为电极材料时具有良好的电化学性能。本发明Ag掺杂β‑Co(OH)2微米花作为电极材料应用于超级电容器中,可令其具有良好的稳定性与优异的电容量。
Description
技术领域
本发明涉及一种超级电容器电极材料的制备方法,具体涉及一种Ag 掺杂β-Co(OH)2超级电容器电极材料的水热制备方法。
背景技术
由于超级电容器具有快速的充放电特性、较高的功率密度以及很长的循环周期,因此它被认为是最佳储能方案的选择之一。虽然金属氧化物 RuO2作为超级电容器电极材料具有能量密度高,功率特性好等特点,但是其发展受到价格昂贵以及环境污染的限制。钴类材料具有资源丰富、环境友好、价格较便宜、适用于中性电解液和电位窗口较宽等特点,但钴自身导电性较差。而本发明通过水热法制备得到Ag掺杂Co(OH)2的微米花,通过贵金属银的加入,大大的提高了材料的导电性能,是代替贵金属氧化物的优异电极材料。
常用的掺杂贵金属的方法很多,主要包括离子交换法、电沉积法、共沉淀法等。实验发现花状结构的比表面积会比块状、盘状大很多,将极大地改善电极材料的性能。本实验提供一种成本较低的水热合成制备Ag掺杂β-Co(OH)2微米花的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种简易的、环境友好的水热法制备尺寸可控的 Ag掺杂β-Co(OH)2微米花状复合材料,可用作超级电容器电极的备选材料。
本发明通过以下技术方案实现。
1)按照一定的比例在去离子水中加入AgNO3与CoCl2`6H2O,在室温下搅拌30min;
2)向步骤1)配制好的溶液中加入柠檬酸钠,再加入NaOH;
3)将步骤2)中的溶液转移到容量为100ml的聚四氟乙烯(PEFE) 反应釜中,并将反应釜放入恒温鼓风干燥箱中,在105℃下加热10h后自然冷却到室温。反应结束后,反应釜底部会有灰黑色的沉淀物。
4)将步骤3)中的沉淀物收集起来,通过去离子水和乙醇的多次离心洗涤,得到较为纯净的黑色产物。
5)将步骤4)中的产物放入真空烘箱中在40℃下烘干,就获得了黑色的氢氧化钴复合材料。
附图说明
图1为实施例123中Ag不同掺杂比例的样品XRD图谱
图2为Ag不同掺杂比例的样品SEM图谱:(a)d=0,(b)d=1,(c)d=2,(d) d=3
图3为实施例1中样品(b)-(d)对应不同扫描倍率的SEM图
图4为微米花的循环伏安法曲线:(a)Co(OH)2,(b)Ag/Co(OH)2
图5为Ag/Co(OH)2复合材料的N2吸脱附等温线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
按照d(d=AgNO3:CoCl2`6H2O)为1:1的比例在50ml去离子水中进行配比,在室温下搅拌30min,然后加入16.5mmol的柠檬酸钠,最后再加入32mmol的NaOH,此时溶液的颜色会变成棕褐色。然后,将50ml的溶液转移到容量为100ml的聚四氟乙烯(PEFE)反应釜中,并将反应釜放入恒温鼓风干燥箱中,在105℃下加热10h后自然冷却到室温。反应结束后,反应釜底部会有灰黑色的沉淀物。将此沉淀物收集起来,通过去离子水和乙醇的多次离心洗涤,得到较为纯净的黑色产物。最后将产物放入真空烘箱中在40℃下烘干,就获得了黑色的氢氧化钴复合材料。其尺寸均匀,形貌单一,直径在2μm左右,复合物表面有裂缝的生成,这有利于电解液的扩散,从而提高材料的比电容。其不同倍率的扫描电镜图如图3所示。
实施例2
此实施方法中,按照d(d=AgNO3:CoCl2`6H2O)为2:1的比例在50ml 去离子水中进行配比,其余条件与实施例1相同。
实施例3
此实施方法中,按照d(d=AgNO3:CoCl2`6H2O)为3:1的比例在50ml 去离子水中进行配比,其余条件与实施例1相同。
实施例1、2、3的XRD对比图谱如图1所示,其中黑色标注的(001)、 (100)晶面对应于Co(OH)2,红色标注的(111)、(200)、(220)、(311)、 (222)晶面对应于Ag。由此可见,这里的产物为Ag和Co(OH)2的复合物。同时,随着加入的AgNO3比重的增加,Ag所对应的衍射峰强度越来越大,说明复合材料中银所占的比例随之变大。
实施例1、2、3与未掺杂Ag样品的SEM图像如图2所示,随着d值的增加,花瓣的直径有增大的趋势。图(b)(实施例1)所示,d=1时花状结构紧凑,没有出现其他结构的产物。而且,d=1时花状结构与其它条件下有所不同,它并不是由片状结构团聚而成的。图(c)(实施例2)和(d)(实施例3)不仅显示出大量纳米颗粒的出现,而且花状结构尺寸逐渐变大。并且,我们发现此时的花状结构是由一层层的片状相互交叠而成。
Ag掺杂Co(OH)2复合材料与未掺杂Co(OH)2作为电极材料在5mV/s 扫描速度下的循环伏安图如图4所示。通过公式计算出Co(OH)2、 Ag/Co(OH)2单电极的比容量分别为20.1和228F/g。说明掺杂Ag能有效的提高材料的电化学性能。
Ag/Co(OH)2复合材料的N2吸脱附等温线,由于复合物表面存在裂缝,所以图中滞回线表明材料呈现多孔性固体的吸附特征,说明材料具有较大比表面积,从而具有较大的比电容。
Claims (4)
1.一种Ag掺杂β-Co(OH)2超级电容器电极材料的制备方法,具体为:将AgNO3与CoCl2·6H2O按照1:1、2:1或3:1的配比加入去离子水中,在室温下搅拌30min,然后加入16.5mmol柠檬酸钠,最后再加入32mmol NaOH,此时溶液的颜色会变成棕褐色;然后,将溶液转移到容量为100ml的聚四氟乙烯(PEFE)反应釜中,并将反应釜放入恒温鼓风干燥箱中,在105℃下加热10h后自然冷却到室温;反应结束后,反应釜底部会有灰黑色的沉淀物;将此沉淀物收集起来,通过去离子水和乙醇的多次离心洗涤,得到较为纯净的黑色产物;最后将产物放入真空烘箱中在40℃下烘干,得到黑色的Ag掺杂β-Co(OH)2复合材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法得到的Ag掺杂β-Co(OH)2超级电容器电极材料,其特征在于电极材料的尺寸均匀、形貌单一,直径在2μm左右,表面有裂缝的生成。
3.根据权利要求1所述的制备方法得到的Ag掺杂β-Co(OH)2超级电容器电极材料,其特征在于电极材料呈现多孔性固体的吸附特征。
4.根据权利要求1所述的制备方法得到的Ag掺杂β-Co(OH)2超级电容器电极材料,其特征在于电极材料的单电极比容量达到228F/g。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510813517.7A CN105321732B (zh) | 2015-11-23 | 2015-11-23 | 一种Ag掺杂β‑Co(OH)2超级电容器电极材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510813517.7A CN105321732B (zh) | 2015-11-23 | 2015-11-23 | 一种Ag掺杂β‑Co(OH)2超级电容器电极材料的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105321732A CN105321732A (zh) | 2016-02-10 |
CN105321732B true CN105321732B (zh) | 2018-03-06 |
Family
ID=55248903
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510813517.7A Active CN105321732B (zh) | 2015-11-23 | 2015-11-23 | 一种Ag掺杂β‑Co(OH)2超级电容器电极材料的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105321732B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107068421A (zh) * | 2017-03-13 | 2017-08-18 | 黄冈师范学院 | 一种钙掺杂氢氧化钴纳米片电极材料及其制法和在制备超级电容器中的应用 |
CN113134361B (zh) * | 2021-03-30 | 2023-08-25 | 江苏大学 | 一种Ag/α-Co(OH)2析氧催化剂的制备方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5057299A (en) * | 1989-12-08 | 1991-10-15 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Method for making beta cobaltous hydroxide |
CN102320669A (zh) * | 2011-08-30 | 2012-01-18 | 南京大学 | 一种珊瑚状β-氢氧化钴电极材料的制备方法 |
CN102354610A (zh) * | 2011-08-23 | 2012-02-15 | 吉林大学 | 制备石墨烯/氢氧化钴超级电容器复合电极材料的方法 |
CN102509628A (zh) * | 2011-09-29 | 2012-06-20 | 南开大学 | 超级电容器用纳米Ni(OH)2与Co(OH)2复合材料及制备方法 |
CN103093967A (zh) * | 2013-01-24 | 2013-05-08 | 西北师范大学 | 片层结构的钴铝双氢氧化物--还原氧化石墨烯复合材料的制备及应用 |
-
2015
- 2015-11-23 CN CN201510813517.7A patent/CN105321732B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5057299A (en) * | 1989-12-08 | 1991-10-15 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Method for making beta cobaltous hydroxide |
CN102354610A (zh) * | 2011-08-23 | 2012-02-15 | 吉林大学 | 制备石墨烯/氢氧化钴超级电容器复合电极材料的方法 |
CN102320669A (zh) * | 2011-08-30 | 2012-01-18 | 南京大学 | 一种珊瑚状β-氢氧化钴电极材料的制备方法 |
CN102509628A (zh) * | 2011-09-29 | 2012-06-20 | 南开大学 | 超级电容器用纳米Ni(OH)2与Co(OH)2复合材料及制备方法 |
CN103093967A (zh) * | 2013-01-24 | 2013-05-08 | 西北师范大学 | 片层结构的钴铝双氢氧化物--还原氧化石墨烯复合材料的制备及应用 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
CoAl双氢氧化物作超级电容器的电极材料;刘献明等;《电源技术》;20030630;第27卷(第3期);第315页第1.1节 * |
Recent development of metal hydroxides as electrode material of electrochemical capacitors;J. P. Cheng等;《RSC Advances》;20140805;第4卷(第73期);第38893-38917页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105321732A (zh) | 2016-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Venkatachalam et al. | Double hydroxide mediated synthesis of nanostructured ZnCo2O4 as high performance electrode material for supercapacitor applications | |
CN102543464B (zh) | ZnO/还原氧化石墨烯/聚吡咯三元复合材料的制备方法及三元复合材料的应用 | |
CN112233912B (zh) | 一种泡沫镍载MnCo2O4.5/MXene复合纳米材料的制备方法及应用 | |
CN106783232B (zh) | 一种NiO/NiCo2O4/三维氮掺杂石墨烯复合电极材料的制备方法 | |
CN104362001B (zh) | 二氧化锰/石墨烯/多孔碳复合材料的制备及其作为超级电容器电极材料的应用 | |
CN107739023A (zh) | 一种多面体双金属氧化物及其制备方法和用途 | |
CN103594253A (zh) | 一种多孔NiCo2O4/MnO2核壳纳米线阵列超级电容器电极材料的制备方法 | |
CN106504906B (zh) | 碳量子点/氢氧化镍电化学储能材料、合成方法及应用 | |
CN104240972A (zh) | 一种多孔片状NiCo2O4/石墨烯复合电容材料的制备方法 | |
CN104882298A (zh) | 一种微波法制备NiCo2O4/石墨烯超级电容材料的方法 | |
CN108435157B (zh) | 一种基于秸秆芯制备的片状金属氧化物纳米材料 | |
CN105788875A (zh) | 四氧化三钴纳米线/还原氧化石墨烯水凝胶复合材料及其制备和应用 | |
CN102107909A (zh) | 一种介孔纳米二氧化锰的制备方法 | |
CN109741966B (zh) | 一种Ni6MnO8@碳纳米管复合材料及其制备方法和应用 | |
CN109616331A (zh) | 一种核壳型的氢氧化镍纳米片/锰钴氧化物复合电极材料及其制备方法 | |
CN108557892A (zh) | 一种物相可控的锰的氧化物制备方法及应用 | |
CN108889317B (zh) | Co0.1Ni0.75Se/rGO复合材料的制备方法及其应用 | |
CN109904000A (zh) | 一种纳米线状镍基配合物电极材料的制备方法及其应用 | |
CN105070521A (zh) | 超级电容器用层次纳米结构四氧化三钴/钼酸钴复合电极材料及其制备方法 | |
CN110655120B (zh) | 介孔球状钴酸镍纳米材料的制备方法 | |
CN105321732B (zh) | 一种Ag掺杂β‑Co(OH)2超级电容器电极材料的制备方法 | |
CN106449136A (zh) | α‑氢氧化镍钴电极材料及其制备方法与应用 | |
Zeng et al. | Hierarchical 3D micro‐nanostructures based on in situ deposited bimetallic metal‐organic structures on carbon fabric for supercapacitor applications | |
CN105271438A (zh) | 一种双海胆形貌的钴酸镁多孔结构电极材料的制备方法 | |
CN107170588A (zh) | 一种碳氮掺杂钴铝氧化物复合材料及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |