CN105958059B - 一种三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列及其制备方法和用途 - Google Patents

一种三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列及其制备方法和用途 Download PDF

Info

Publication number
CN105958059B
CN105958059B CN201610566388.0A CN201610566388A CN105958059B CN 105958059 B CN105958059 B CN 105958059B CN 201610566388 A CN201610566388 A CN 201610566388A CN 105958059 B CN105958059 B CN 105958059B
Authority
CN
China
Prior art keywords
dimensional
linear array
foam copper
stage nano
preparation
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
Application number
CN201610566388.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105958059A (zh
Inventor
张勇
陈仕刚
解严
章昱
崔接武
秦永强
郑红梅
王岩
吴玉程
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei University of Technology
Original Assignee
Hefei University of Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei University of Technology filed Critical Hefei University of Technology
Priority to CN201610566388.0A priority Critical patent/CN105958059B/zh
Publication of CN105958059A publication Critical patent/CN105958059A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105958059B publication Critical patent/CN105958059B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/021—Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
    • 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
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明公开了一种三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列，通过水热反应使得Co3O4纳米线直接生长于泡沫铜基底之上形成多级结构，长在泡沫铜基底上的Co3O4纳米线直径<50nm。具体制备方法是将经过表面预处理的泡沫铜置于含有硝酸钴、氟化铵和尿素的混合溶液中，在不同的温度、不同浓度前驱体溶液下采用水热反应法进行反应，从而获得三维的Co3O4多级纳米阵列结构，而后在350℃的热处理温度下，经过水热反应的中间体转化成了Co3O4，其纳米线的直径<50nm。将该多级纳米阵列结构应用于诸如锂离子电池和锂空气电池等新能源能量存储及转化器件不仅可以得到较高的比容量，还能够明显地改善优化电极的动力学过程。

Description

一种三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及材料领域，具体涉及一种三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列及其制备方法和用途。
背景技术
探索新的电极材料对于发展能够应用于移动电子设备和新能源汽车的新一代锂离子电池等新能源储能及能量转化器件至关重要。过渡金属氧化物由于其较高的理论比容量而受到了大量的研究，其中 Co3O4由于其优异的物理化学性能例如890mAh/g的理论比容量而引起了大量关注。然而，正如其他的过渡金属氧化物一样，在充放电过程中锂离子的不断嵌入与脱出会导致Co3O4电极容量的迅速衰减，这一现象主要是由于锂离子的不断嵌入脱出而引起Co3O4电极材料体积变化并带来电子传输的受阻。为了弥补Co3O4电极材料的这一缺点，许多具有结构稳定性的纳米结构被研究人员采用，诸如Co3O4纳米线、纳米带、纳米管、纳米片以及微球的形貌都能够保证电极性能的稳定，但是这些结构的Co3O4电极的电化学性能尤其是动力学性能还不够于满足其作为新能源汽车动力电池或者是移动电子设备的要求。
正如目前研究所知，诸如锂离子电池等新能源储能及能量转化器件的性能主要是由电池整体的电化学活性和电极材料的动力学性能所决定的，而对于电极材料动力学性能的改善主要通过对电子和离子在电解液/电极界面、电极体相和电极/集流体界面传输过程的控制与优化。对于一般传统的制备工艺而言，浆料旋涂法是一种通过粘结剂来连接电极材料与电解质，电极材料与集流体的常用方法，这种方法的明显缺陷是大量具有电化学活性的表面不能够与电解质有较好的接触，并且还会影响电极与集流体之间电子的传输。因此，基于这一角度的考量促使我们致力于探索一种合理的电极结构既能够保证电解质与电极材料的充分接触又能够使得电子在电解质与集流体之间的传输不受阻碍。
发明内容
本发明要解决的技术问题为：克服现有技术中的不足之处，提供一种结构合理，具有较高电化学活性的三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列，这一种结构能够有效克服锂离子不断嵌入脱出而带来体积的变化的不良影响，能够通过三维多级的纳米结构明显地提高电极的电催化活性，能够通过Co3O4在泡沫铜基底上的直接生长避免聚合物粘结剂对于电极动力学过程的不良影响。
本发明要解决的另一个技术问题为：提供一种上述三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列，通过水热反应使得Co3O4纳米线直接生长于泡沫铜基底之上形成多级结构，长在泡沫铜基底上的Co3O4纳米线直径<50nm。
优选地，所述的Co3O4纳米线尺寸均一、分布均匀。
优选地，一种三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列的制备方法，具体步骤如下：
(1)将泡沫铜冲压成圆片后，依次置于丙酮和无水乙醇中超声清洗以除去泡沫铜表面的油污，然后用去离子水将其表面冲洗干净；
(2)将步骤(1)所得的泡沫铜圆片置于浓盐酸中进行表面腐蚀处理后取出，然后用5％的稀盐酸溶液超声清洗以去除表面颗粒，再用去离子水冲洗干净；
(3)将Co(NO3)2水溶液、尿素水溶液、NH4F水溶液混合搅拌后得到混合溶液；
(4)将步骤(3)所得的混合溶液倒入聚四氟乙烯内衬中，将步骤(2)所得的泡沫铜圆片的上端面固定在聚四氟乙烯的内衬上、泡沫铜圆片的下端面与混合溶液的顶部接触，然后将聚四氟乙烯内衬放入不锈钢水热釜中在100-130℃的温度下进行7-9h水热反应；
(5)将步骤(4)所得中间产物取出置于烧舟中，在空气气氛下升温至340-360℃后，热处理1.8-2.2h。
优选地，步骤(1)中所述的泡沫铜冲压成圆片的厚度为8mm，半径为6cm，先置于丙酮中超声清洗的时间为10-20min，然后置于无水乙醇中超声清洗的时间均为10-20min。
优选地，步骤(2)中泡沫铜圆片置于浓盐酸中腐蚀时间为 1.5-2.5h，5％稀盐酸超声清洗的次数为2次，每次超声时间为 10-20min。
优选地，步骤(3)的具体过程如下：分别配置浓度为0.6-1.2mol/L 的Co(NO3)2水溶液，浓度为0.8-1mol/L的尿素水溶液和浓度为 0.4-2mol/L的NH4F水溶液，然后将这三种溶液混合后搅拌0.8-1.2h 得到混合溶液，其中，混合溶液中Co(NO3)2水溶液、尿素水溶液、NH4F水溶液的体积比为2：1：1。
优选地，步骤(4)中所述的泡沫铜圆片的上端面通过聚四氟乙烯胶带固定在聚四氟乙烯内衬上。
优选地，步骤(5)中升温速度为2℃/min。
优选地，一种三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列的用途，能够用于储能器件以及能量转化器件的电极材料。
本发明的有益效果如下：
1、本发明在泡沫铜集流体上直接生长氧化钴纳米线可以保证氧化钴与铜基底之间的良好的接触与结合力，极大地提高活性物质的利用率，更为关键的是这一种纳米生长的方法可以省去引入聚合物粘结剂从而可以避免对电解质与电极之间，电极与集流体之间载流子传输的阻碍。
2、本发明的Cu/Co3O4电极具有三维多级结构，有效地加大了活性电极的比表面积，使得电解质与电极活性物质的接触面积加大，有利于锂离子的迁移与扩散，而纳米线状结构不仅更有利于电子在电解质与电极之间的传输而且减小了锂离子不断嵌入脱出过程而导致体积变化而产生的应变，具有了稳定的高容量与动力学性能。
3、本发明通过改变前驱体反应物的浓度，水热反应的反应温度，水热的反应时间与热处理的温度对所得纳米结构进行调控，通过不断降低在本合成反应中作为成型剂的氟化铵浓度和水热反应的温度分别达到临界值可获得形貌均一，小尺寸的理想纳米结构。
4、本发明通过水热反应来合成三维Cu/Co3O4多级纳米结构电极具有工艺简单，成本较低，安全可靠无污染的特点适合于大规模生产，因此具有较大的商业前景。
5、在水热反应前，通过聚四氟乙烯胶带贴圆形泡沫铜的上端面得以控制Co3O4在圆形泡沫铜上的生长量以及生长位置，同时通过聚四氟乙烯胶带对圆形泡沫铜在混合溶液中所处位置的固定得以获得均一形貌的Co3O4。
附图说明
图1为实例1所制备的三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列不同放大倍数的扫描电子显微镜照片；
图2为实例2所制备的三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列不同放大倍数的扫描电子显微镜照片；
图3为实例3所制备的三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列不同放大倍数的扫描电子显微镜照片；
图4为实例4所制备的三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列不同放大倍数的扫描电子显微镜照片；
图5为实例1所制备的三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列的X射线衍射分析图；
图6为实例1所制备的三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列的光电子能谱分析图，其中图a，b，c，d分别为钴元素，氧元素，铜元素和全谱分析图；
图7为实例1所制备的三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列的透射电子显微镜照片，其中图a，b，c，d分别为单个纳米线整体明场像形貌，单个纳米线局部明场像形貌,相应区域氧元素和钴元素的能谱面扫分析。
具体实施方式
以下实施例子可以更好地理解本发明，但本发明不局限于以下实施例。此外应理解，在阅读本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利 要求书所限定的范围。
实例1
一种三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列的制备方法，具体步骤如下：
(1)将泡沫铜冲压成厚度为8mm，半径为6cm的圆片后，将其分别置于丙酮和无水乙醇中分别超声清洗15min以除去泡沫铜表面的油污，然后用去离子水将其表面冲洗干净；
(2)将步骤(1)所得的泡沫铜圆片置于分析纯浓盐酸中腐蚀 2h后取出，然后用5％的稀盐酸溶液超声清洗2次，每次超声时间为 15min，以去除表面颗粒，再用去离子水冲洗干净；
(3)分别配置浓度为1mol/L的Co(NO3)2水溶液20mL，浓度为 1mol/L的尿素水溶液10mL和浓度为0.6mol/L的NH4F水溶液10mL，然后将这三种溶液混合后搅拌1h得到混合溶液。
(4)将步骤(3)所得的混合溶液倒入聚四氟乙烯内衬中，将步骤(2)所得的泡沫铜圆片的上端面通过聚四氟乙烯胶带固定在聚四氟乙烯的内衬上、泡沫铜圆片的下端面与混合溶液的顶部接触，然后将聚四氟乙烯内衬放入不锈钢水热釜中在110℃的温度下进行8h水热反应；
(5)将步骤(4)所得中间产物取出置于烧舟中，在空气气氛下升温至350℃后(升温速度为2℃/min)，热处理2h得到三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列。
如图1所示：实例1所得的三维Cu/Co3O4多级纳米线结构，结构合理，形貌均一，纳米线尺寸小于50nm可以保证一些较大的比表面积，可以获得一些微观效应，提升了电极的电催化活性。而其单一的形貌可以确保其作为锂离子电池电极时稳定的性能，确保可重复性，所以是最为理想的电极纳米结构。
图5为实例1所制备的三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列的X射线衍射分析图；通过X射线衍射分析可以看到该样品粉末为纯相从中也可以得出实例1长在泡沫铜上面的纳米线确为Co3O4并且呈现为尖晶石结构，而这种尖晶石结构正有利于锂离子的存储。
图6为实例1所制备的三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列的光电子能谱分析图。通过分析不仅确定了实例1样品的表面元素也确定了具体元素的价态，而Co元素在尖晶石结构中同时存在3价态和2价态也大大降低了电子跃迁的活化能。
图7为实例1所制备的三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列通过在无水乙醇中超声半小时后所作的透射电子显微镜照片。通过对单一纳米线的明场像观察再次确定了该纳米线的具体尺寸与形状，为根部小于 50nm的类针状纳米线，而后又通过对这一单个产物的mapping分析获得其成分分布的具体信息，也再一次确定该纳米线确为Co3O4纳米线。
实例2
一种三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列的制备方法，具体步骤如下：
(1)将泡沫铜冲压成厚度为8mm，半径为6cm的圆片后，将其分别置于丙酮和无水乙醇中分别超声清洗15min以除去泡沫铜表面的油污，然后用去离子水将其表面冲洗干净；
(2)将步骤(1)所得的泡沫铜圆片置于分析纯浓盐酸中腐蚀 2h后取出，然后用5％的稀盐酸溶液超声清洗2次，每次超声时间为 15min，以去除表面颗粒，再用去离子水冲洗干净；
(3)分别配置浓度为1mol/L的Co(NO3)2水溶液20mL，浓度为 1mol/L的尿素水溶液10mL和浓度为0.8mol/L的NH4F水溶液10mL，然后将这三种溶液混合后搅拌1h得到混合溶液。
(4)将步骤(3)所得的混合溶液倒入聚四氟乙烯内衬中，将步骤(2)所得的泡沫铜圆片的上端面通过聚四氟乙烯胶带固定在聚四氟乙烯的内衬上、泡沫铜圆片的下端面与混合溶液的顶部接触，然后将聚四氟乙烯内衬放入不锈钢水热釜中在110℃的温度下进行8h水热反应；
(5)将步骤(4)所得中间产物取出置于烧舟中，在空气气氛下升温至350℃后(升温速度为2℃/min)，热处理2h得到三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列。
如图2所示：实例2所得的三维Cu/Co3O4多级纳米线结构，结构合理，纳米线尺寸小于50nm，并且在纳米线周边有小颗粒的附着，可以进一步提升其催化活性，但是整体形貌的均一性有欠缺，所以可以预见其作为锂离子电池电极材料是虽具有较好的活性但是不能够具有较好的可重复性。
实例3
一种三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列的制备方法，具体步骤如下：
(1)将泡沫铜冲压成厚度为8mm，半径为6cm的圆片后，将其分别置于丙酮和无水乙醇中分别超声清洗15min以除去泡沫铜表面的油污，然后用去离子水将其表面冲洗干净；
(2)将步骤(1)所得的泡沫铜圆片置于分析纯浓盐酸中腐蚀 2h后取出，然后用5％的稀盐酸溶液超声清洗2次，每次超声时间为 15min，以去除表面颗粒，再用去离子水冲洗干净；
(3)分别配置浓度为1mol/L的Co(NO3)2水溶液20mL，浓度为 1mol/L的尿素水溶液10mL和浓度为1.2mol/L的NH4F水溶液10mL，然后将这三种溶液混合后搅拌1h得到混合溶液。
(4)将步骤(3)所得的混合溶液倒入聚四氟乙烯内衬中，将步骤(2)所得的泡沫铜圆片的上端面通过聚四氟乙烯胶带固定在聚四氟乙烯的内衬上、泡沫铜圆片的下端面与混合溶液的顶部接触，然后将聚四氟乙烯内衬放入不锈钢水热釜中在110℃的温度下进行8h水热反应；
(5)将步骤(4)所得中间产物取出置于烧舟中，在空气气氛下升温至350℃后(升温速度为2℃/min)，热处理2h得到三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列。
如图3所示：实例3所得的三维Cu/Co3O4多级纳米线结构，结构合理，在纳米线周边有介孔小圆柱附着，这种介孔的存在可以为锂离子的传输提供通道，但是其纳米线的尺寸需要进一步优化。
实例4
一种三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列的制备方法，具体步骤如下：
(1)将泡沫铜冲压成厚度为8mm，半径为6cm的圆片后，将其分别置于丙酮和无水乙醇中分别超声清洗15min以除去泡沫铜表面的油污，然后用去离子水将其表面冲洗干净；
(2)将步骤(1)所得的泡沫铜圆片置于分析纯浓盐酸中腐蚀 2h后取出，然后用5％的稀盐酸溶液超声清洗2次，每次超声时间为 15min，以去除表面颗粒，再用去离子水冲洗干净；
(3)分别配置浓度为1mol/L的Co(NO3)2水溶液20mL，浓度为 1mol/L的尿素水溶液10mL和浓度为0.6mol/L的NH4F水溶液10mL，然后将这三种溶液混合后搅拌1h得到混合溶液。
(4)将步骤(3)所得的混合溶液倒入聚四氟乙烯内衬中，将步骤(2)所得的泡沫铜圆片的上端面通过聚四氟乙烯胶带固定在聚四氟乙烯的内衬上、泡沫铜圆片的下端面与混合溶液的顶部接触，然后将聚四氟乙烯内衬放入不锈钢水热釜中在120℃的温度下进行8h水热反应；
(5)将步骤(4)所得中间产物取出置于烧舟中，在空气气氛下升温至350℃后(升温速度为2℃/min)，热处理2h得到三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列。
如图4所示：实例4所得的三维Cu/Co3O4多级纳米线结构，结构合理，形貌均一，可以获得一些微观效应，提升了电极的电催化活性。而其单一的形貌可以确保其作为锂离子电池电极时稳定的性能，确保可重复性，但是尺寸上相对于实例1而言有待提升。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：
(1)将泡沫铜冲压成圆片后，依次置于丙酮和无水乙醇中超声清洗以除去泡沫铜表面的油污，然后用去离子水将其表面冲洗干净；
(2)将步骤(1)所得的泡沫铜圆片置于浓盐酸中进行表面腐蚀处理后取出，然后用5％的稀盐酸溶液超声清洗以去除表面颗粒，再用去离子水冲洗干净；
(3)将Co(NO3)2水溶液、尿素水溶液、NH4F水溶液混合搅拌后得到混合溶液；
(4)将步骤(3)所得的混合溶液倒入聚四氟乙烯内衬中，将步骤(2)所得的泡沫铜圆片的上端面固定在聚四氟乙烯的内衬上、泡沫铜圆片的下端面与混合溶液的顶部接触，然后将聚四氟乙烯内衬放入不锈钢水热釜中在100-130℃的温度下进行7-9h水热反应；
(5)将步骤(4)所得中间产物取出置于烧舟中，在空气气氛下升温至340-360℃后，热处理1.8-2.2h。
2.根据权利要求1所述的三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的泡沫铜冲压成圆片的厚度为8mm，半径为6cm，先置于丙酮中超声清洗的时间为10-20min，然后置于无水乙醇中超声清洗的时间为10-20min。
3.根据权利要求1所述的三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列的制备方法，其特征在于：步骤(2)中泡沫铜圆片置于浓盐酸中腐蚀时间为1.5-2.5h，5％稀盐酸超声清洗的次数为2次，每次超声时间为10-20min。
4.根据权利要求1所述的三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列的制备方法，其特征在于：步骤(3)的具体过程如下：分别配置浓度为0.6-1.2mol/L的Co(NO3)2水溶液，浓度为0.8-1mol/L的尿素水溶液和浓度为0.4-2mol/L的NH4F水溶液，然后将这三种溶液混合后搅拌0.8-1.2h得到混合溶液，其中，混合溶液中Co(NO3)2水溶液、尿素水溶液、NH4F水溶液的体积比为2：1：1。
5.根据权利要求1所述的三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述的泡沫铜圆片的上端面通过聚四氟乙烯胶带固定在聚四氟乙烯内衬上。
6.根据权利要求1所述的三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列的制备方法，其特征在于：步骤(5)中升温速度为2℃/min。
7.根据权利要求1所述的三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列的制备方法，其特征在于：制备得到的三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列中Co3O4纳米线直接生长于泡沫铜基底之上形成多级结构，长在泡沫铜基底上的Co3O4纳米线直径<50nm。
8.根据权利要求7所述的三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列的制备方法，其特征在于：所述的Co3O4纳米线尺寸均一、分布均匀。
9.根据权利要求1所述的三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列的制备方法，其特征在于：制备得到的三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列能够用于储能器件以及能量转化器件的电极材料。
CN201610566388.0A 2016-07-18 2016-07-18 一种三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列及其制备方法和用途 Active CN105958059B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610566388.0A CN105958059B (zh) 2016-07-18 2016-07-18 一种三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列及其制备方法和用途

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610566388.0A CN105958059B (zh) 2016-07-18 2016-07-18 一种三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列及其制备方法和用途

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105958059A CN105958059A (zh) 2016-09-21
CN105958059B true CN105958059B (zh) 2018-11-02

Family

ID=56900459

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610566388.0A Active CN105958059B (zh) 2016-07-18 2016-07-18 一种三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列及其制备方法和用途

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105958059B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107732148A (zh) * 2017-08-18 2018-02-23 广州彩泓会信息科技有限公司 锂电池用泡沫铜负载四氧化三钴一体化电极及其制备方法
CN107732206B (zh) * 2017-10-18 2020-06-30 安徽工业大学 一种多级结构的双金属氧化物复合负极材料的制备方法
CN108390014B (zh) * 2018-01-08 2022-05-31 华南师范大学 泡沫镍负载不同形貌一氧化钴纳米材料的制备方法
CN109650464A (zh) * 2018-12-23 2019-04-19 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 四氧化三钴纳米线阵列的制备方法及其产品和应用
CN110586125A (zh) * 2019-09-18 2019-12-20 天津大学 高活性的泡沫铜整体式催化剂及其合成方法和应用
CN112536055B (zh) * 2019-09-20 2022-04-19 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种掺氮碳包裹四氧化三钴纳米线整体式催化剂及其制备方法
CN110911698B (zh) * 2019-12-02 2022-05-27 济南大学 一种氧还原催化剂及其制备方法
CN113247993A (zh) * 2021-05-17 2021-08-13 南昌航空大学 一种全固态四氧化三钴纳米线阵列/Ti电催化剂及其制备方法和应用
CN115465923B (zh) * 2022-07-28 2024-02-13 湖南大学 利用负载氢氧化铜的铜镍合金三维复合电极处理硝酸盐废水的方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102556941A (zh) * 2012-01-05 2012-07-11 浙江大学 一种四氧化三钴纳米线阵列、其制备方法以及作为锂离子电池负极的用途
CN103746112A (zh) * 2014-01-09 2014-04-23 北京化工大学 一种多级纳微米结构材料、其制备方法和包含该材料的电池
CN104009208A (zh) * 2014-05-29 2014-08-27 中国科学院过程工程研究所 一种在铜片集流体上两步法合成纳米Ni2O3/Co3O4负极材料的方法
CN104051728A (zh) * 2014-05-22 2014-09-17 北京化工大学 一种表面具有多级纳微米结构的材料、其制备方法和正极中包含该材料的镍锌电池
CN105244191A (zh) * 2015-10-27 2016-01-13 渤海大学 一种钴酸锰多孔纳米片/泡沫镍复合电极材料的制备方法
CN105316701A (zh) * 2014-07-01 2016-02-10 中国科学院大连化学物理研究所 二氧化碳电化学还原电极及其制备和应用
CN105679549A (zh) * 2016-01-13 2016-06-15 吉林化工学院 Co3O4NiO核壳纳米线阵列电极材料的制备

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102556941A (zh) * 2012-01-05 2012-07-11 浙江大学 一种四氧化三钴纳米线阵列、其制备方法以及作为锂离子电池负极的用途
CN103746112A (zh) * 2014-01-09 2014-04-23 北京化工大学 一种多级纳微米结构材料、其制备方法和包含该材料的电池
CN104051728A (zh) * 2014-05-22 2014-09-17 北京化工大学 一种表面具有多级纳微米结构的材料、其制备方法和正极中包含该材料的镍锌电池
CN104009208A (zh) * 2014-05-29 2014-08-27 中国科学院过程工程研究所 一种在铜片集流体上两步法合成纳米Ni2O3/Co3O4负极材料的方法
CN105316701A (zh) * 2014-07-01 2016-02-10 中国科学院大连化学物理研究所 二氧化碳电化学还原电极及其制备和应用
CN105244191A (zh) * 2015-10-27 2016-01-13 渤海大学 一种钴酸锰多孔纳米片/泡沫镍复合电极材料的制备方法
CN105679549A (zh) * 2016-01-13 2016-06-15 吉林化工学院 Co3O4NiO核壳纳米线阵列电极材料的制备

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
纳米结构Co3O4电极的设计、制备与储锂性能研究;付玉军;《中国博士学位论文全文数据库-工程科技II辑》;20131015(第10期);第57-67、98-99页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105958059A (zh) 2016-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105958059B (zh) 一种三维Cu/Co3O4多级纳米线阵列及其制备方法和用途
Kumar NiCo 2 O 4 nano-/microstructures as high-performance biosensors: a review
Yang et al. Controlled synthesis of hollow Co–Mo mixed oxide nanostructures and their electrocatalytic and lithium storage properties
CN104835654B (zh) 一种三维氮掺杂石墨烯/二硫化钼复合物及其制备方法
CN111229232A (zh) 泡沫镍基多孔NiFe水滑石纳米片及其制备和应用
CN103956483B (zh) 钴酸锌/氧化镍核壳纳米线阵列的制备方法和应用
Zhang et al. Porous Fe2O3 nanoparticles as lithium-ion battery anode materials
CN106694005A (zh) 一种酸性全分解水电催化剂的制备方法
CN109650464A (zh) 四氧化三钴纳米线阵列的制备方法及其产品和应用
CN102664107B (zh) 一种纳米二氧化锰电极的制备方法
CN102082270A (zh) 一类锰系尖晶石纳米材料及其制备方法和应用
CN107680821B (zh) 一种双金属氢氧化物@钼酸镍@石墨烯纳米复合材料、制备方法及其应用
CN106732613A (zh) 一种新型纳米碳材料的制备方法及其电催化制氢应用
CN111634954B (zh) 铁改性的自组装花球结构的钴铁氧化物及其制备与应用
CN110272035A (zh) 一种以金属离子催化有机配体制备碳纳米笼的方法及其制备的碳纳米笼和应用
Li et al. Rationally designed NiMn LDH@ NiCo2O4 core–shell structures for high energy density supercapacitor and enzyme-free glucose sensor
CN105896000A (zh) 具有核壳结构的Co3O4/CNT/MnO2阵列电极及其制备方法和应用
CN105070923B (zh) 纳米结构的Co3O4/Ru复合电极及其制备方法和应用
CN108360090A (zh) 一种金属硒化物多孔框架/石墨烯复合纤维的制备方法及其应用
Zhang et al. Facile Synthesis of Mesoporous and Thin-Walled Ni–Co Sulfide Nanotubes as Efficient Electrocatalysts for Oxygen Evolution Reaction
CN107993849A (zh) 一种碳纤维负载钴酸镍纳米阵列的柔性电极材料及其制备方法
CN109712818A (zh) 一种锰基氧化物复合柔性电极材料及其制备方法
CN105576207A (zh) 一种中空锡铜合金二氧化硅核壳纳米复合材料的制备方法和应用
Hyun et al. Three-dimensional, submicron porous electrode with a density gradient to enhance charge carrier transport
CN102201571B (zh) 一种微波辐射法合成中间相炭微球微纳米复合材料的方法及应用

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