CN109904005A - 一种超级电容器用钴镍氧化物/碳球纳米复合材料的惰性气氛合成方法 - Google Patents

一种超级电容器用钴镍氧化物/碳球纳米复合材料的惰性气氛合成方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109904005A
CN109904005A CN201910109289.3A CN201910109289A CN109904005A CN 109904005 A CN109904005 A CN 109904005A CN 201910109289 A CN201910109289 A CN 201910109289A CN 109904005 A CN109904005 A CN 109904005A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon ball
cobalt
nickel oxide
nanocomposite
inert atmosphere
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.)
Pending
Application number
CN201910109289.3A
Other languages
English (en)
Inventor
李彦杰
陈佳钰
杨文�
牛潇迪
杨地
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.)
Guilin University of Technology
Original Assignee
Guilin 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 Guilin University of Technology filed Critical Guilin University of Technology
Priority to CN201910109289.3A priority Critical patent/CN109904005A/zh
Publication of CN109904005A publication Critical patent/CN109904005A/zh
Pending legal-status Critical Current

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

本发明公开了一种超级电容器用钴镍氧化物/碳球纳米复合材料的惰性气氛合成方法。首先，以葡萄糖为碳源，通过水热碳化法制备葡萄糖基碳球，然后，以碳球为基底，采用原位合成法将钴镍氢氧化物生长在碳球表面以得到钴镍氢氧化物/碳球复合材料，之后，将上述复合材料置于氩气惰性气氛下300 oC煅烧3小时，最终获得钴镍氧化物/碳球纳米复合材料。本发明制备工艺简单，所制得的钴镍氧化物/碳球复合材料可以很好的应用于超级电容器电极材料方面。电化学性能测试表明，以本发明所述方法制备的纳米复合材料具有较高的比电容和稳定性。

Description

一种超级电容器用钴镍氧化物/碳球纳米复合材料的惰性气 氛合成方法
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，特别是一种钴镍氧化物/碳球纳米复合材料的惰性气氛合成方法及应用。
背景技术
由于人口的急剧增长和经济的快速发展，全球不可再生能源储量急剧下降。因此，开发可再生的新型能源如风能、核能、地热能、太阳能等以满足现代社会的需要并解决新兴的生态问题是时代发展的要求。其中，超级电容器具有功率密度高、比电容大、充放电速度快、使用寿命长、适应温度范围广和维护成本低等优异特性，从而成为了科学研究的焦点。
超级电容器的发展主要源于纳米材料的发展，例如一维的二氧化锰、四氧化三钴，二维的氢氧化镍薄膜、水滑石结构镍钴双金属氢氧化物等，三维的球状氧化镍、镍钴氧化物等。这些纳米结构材料具有较大的表面积，将大量的活性位点暴露在电解液中，促进法拉第反应的进行，最终表现出优异的电化学性能。
因此，本发明提供了一种超级电容器用钴镍氧化物/碳球纳米复合材料的惰性气氛合成方法。利用葡萄糖为碳源水热法合成的碳球为基底，采用原位生长技术获得钴镍氢氧化物/碳球纳米复合材料，之后在氩气惰性气氛下煅烧制备钴镍氧化物/碳球纳米复合材料。本发明所述方法合成的纳米复合材料价格低廉、操作简单、易于实现，且材料的电化学性能优异。
发明内容
本发明的目的是为了提高金属氧化物作为超级电容器电极材料的导电性能和电容性能，扩大其作为电极材料在超级电容器的应用范围，提供一种金属氧化物/碳球纳米复合材料的制备方法及应用。
具体步骤为：
（1）依次向烧杯加入4.0 g葡萄糖、4.0 g尿素和80 mL蒸馏水并磁力搅拌至完全溶解；然后，将上述混合溶液转移至100 mL反应釜中，于180 oC下反应6小时；待反应结束冷却至室温后，将所得产物离心分离，并用蒸馏水和无水乙醇交替洗涤3~5次，然后置于80 oC干燥6小时，即得碳球材料。
（2）依次向烧杯加入0.24 g氯化镍、0.48 g氯化钴、0.28 g六次甲基四胺和80 mL蒸馏水，搅拌直至固体完全溶解，然后再加入0.01 g步骤（1）所制得的碳球，搅拌15分钟后，将溶液转移至250 mL圆底烧瓶中，于95 oC条件下冷凝回流6小时，待反应结束后将其取出并自然冷却至室温。
（3）对步骤（2）所得产物离心分离，用蒸馏水和无水乙醇交替洗涤3~5次，并于80oC干燥6小时后，置于管式炉中部，在氩气惰性氛围下300 oC煅烧3小时，反应结束冷却至室温后，即得惰性气氛合成的钴镍氧化物/碳球纳米复合材料。
（4）将步骤（3）所制得的钴镍氧化物/碳球纳米复合材料:聚偏二氟乙烯:炭黑按照质量比为85:5:10进行混合，然后加入2~4mL分析纯N-甲基-2-吡咯烷酮溶剂，研磨均匀后涂于泡沫镍上，保持涂抹面积为1.0 cm2，干燥后于10 MPa压力下压片，即得惰性气氛合成的钴镍氧化物/碳球工作电极。
所制得的钴镍氧化物/碳球纳米复合材料能够作为超级电容器的电极材料进行应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：
本发明以葡萄糖基碳球为基底原位生长钴镍氢氧化物，之后通过惰性气氛处理最终获得钴镍氧化物/碳球纳米复合材料，所述的合成方法简单，容易实现，且制备的钴镍氧化物/碳球复合材料能够解决传统钴镍氧化物导电性差、比表面积小、易团聚的问题，从而提高材料的电容性能和稳定性能。
附图说明
图1为本发明实施例所制得的钴镍氧化物/碳球纳米复合材料的比电容随电流密度的变化关系图。
具体实施方式
实施例：
（1）依次向烧杯加入4.0 g葡萄糖、4.0 g尿素和80 mL蒸馏水并磁力搅拌至完全溶解。然后，将上述混合溶液转移至100 mL反应釜中，于180 oC下反应6小时。待反应结束冷却至室温后，将所得产物离心分离，并用蒸馏水和无水乙醇交替洗涤数次，然后置于80 oC干燥6小时，即得碳球材料。
（2）依次向烧杯加入0.24 g氯化镍、0.48 g氯化钴、0.28 g六次甲基四胺和80 mL蒸馏水，搅拌直至固体完全溶解，然后再加入0.01 g步骤（1）所制得的碳球，搅拌15分钟后，将溶液转移至250 mL圆底烧瓶中，于95 oC条件下冷凝回流6小时，待反应结束后将其取出并自然冷却至室温。
（3）对步骤（2）所得产物离心分离，用蒸馏水和无水乙醇交替洗涤3次，并于80 oC干燥6小时后，置于管式炉中部，在氩气惰性氛围下300 oC煅烧3小时，反应结束冷却至室温后，即得惰性气氛合成的钴镍氧化物/碳球纳米复合材料。
（4）将步骤（3）所制得的钴镍氧化物/碳球纳米复合材料:聚偏二氟乙烯:炭黑按照质量比为85:5:10进行混合，然后加入2mL分析纯N-甲基-2-吡咯烷酮溶剂，研磨均匀后涂于泡沫镍上，保持涂抹面积为1.0 cm2，干燥后于10 MPa压力下压片，即得惰性气氛合成的钴镍氧化物/碳球工作电极。
（5）将（4）制得的工作电极置于2.0 mol/L的KOH电解液中，常温下在CHI660E电化学工作站上进行电化学性能测试。
经测试发现，惰性气氛下合成的钴镍氧化物/碳球纳米复合材料具有较好的电容性能。钴镍氧化物/碳球纳米复合材料在不同电流密度下的比电容值如图1所示。

Claims (2)

1.一种超级电容器用钴镍氧化物/碳球纳米复合材料的惰性气氛合成方法，其特征在于具体步骤为：
（1）依次向烧杯加入4.0 g葡萄糖、4.0 g尿素和80 mL蒸馏水并磁力搅拌至完全溶解；然后，将上述混合溶液转移至100 mL反应釜中，于180 oC下反应6小时；待反应结束冷却至室温后，将所得产物离心分离，并用蒸馏水和无水乙醇交替洗涤3~5次，然后置于80 oC干燥6小时，即得碳球材料；
（2）依次向烧杯加入0.24 g氯化镍、0.48 g氯化钴、0.28 g六次甲基四胺和80 mL蒸馏水，搅拌直至固体完全溶解，然后再加入0.01 g步骤（1）所制得的碳球，搅拌15分钟后，将溶液转移至250 mL圆底烧瓶中，于95 oC条件下冷凝回流6小时，待反应结束后将其取出并自然冷却至室温；
（3）对步骤（2）所得产物离心分离，用蒸馏水和无水乙醇交替洗涤3~5次，并于80 oC干燥6小时后，置于管式炉中部，在氩气惰性氛围下300 oC煅烧3小时，反应结束冷却至室温后，即得惰性气氛合成的钴镍氧化物/碳球纳米复合材料。
2.根据权利要求1所述的合成方法制备的钴镍氧化物/碳球纳米复合材料的应用，其特征在于所述钴镍氧化物/碳球纳米复合材料能够用作超级电容器的电极材料。
CN201910109289.3A 2019-02-08 2019-02-08 一种超级电容器用钴镍氧化物/碳球纳米复合材料的惰性气氛合成方法 Pending CN109904005A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910109289.3A CN109904005A (zh) 2019-02-08 2019-02-08 一种超级电容器用钴镍氧化物/碳球纳米复合材料的惰性气氛合成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910109289.3A CN109904005A (zh) 2019-02-08 2019-02-08 一种超级电容器用钴镍氧化物/碳球纳米复合材料的惰性气氛合成方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109904005A true CN109904005A (zh) 2019-06-18

Family

ID=66944726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910109289.3A Pending CN109904005A (zh) 2019-02-08 2019-02-08 一种超级电容器用钴镍氧化物/碳球纳米复合材料的惰性气氛合成方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109904005A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109979760A (zh) * 2019-04-18 2019-07-05 桂林理工大学 一种钴镍氧化物/碳球纳米复合材料的制备方法及其应用
CN112071663A (zh) * 2020-09-14 2020-12-11 陈建夫 一种纳米碳球电极材料的制备方法
CN113186560A (zh) * 2021-03-30 2021-07-30 广州费舍尔人工智能技术有限公司 一种富Ni3+的钴酸镍修饰碳球电极催化剂

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100181200A1 (en) * 2009-01-22 2010-07-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Transition metal/carbon nanotube composite and method of preparing the same
CN104649246A (zh) * 2013-11-18 2015-05-27 湖南师范大学 一种生物质碳微/纳米球的低温水热制备方法
CN104979551A (zh) * 2015-07-17 2015-10-14 武汉大学 一种碳纳米球/NiCo2O4复合材料及其制备方法与应用
CN106315693A (zh) * 2015-06-30 2017-01-11 韦升鸿 一种钴酸镍/碳微米球的制备方法
CN109378449A (zh) * 2018-09-13 2019-02-22 天津大学 用于锂硫电池正极材料的NiCo2S4包覆多孔碳骨架的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100181200A1 (en) * 2009-01-22 2010-07-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Transition metal/carbon nanotube composite and method of preparing the same
CN104649246A (zh) * 2013-11-18 2015-05-27 湖南师范大学 一种生物质碳微/纳米球的低温水热制备方法
CN106315693A (zh) * 2015-06-30 2017-01-11 韦升鸿 一种钴酸镍/碳微米球的制备方法
CN104979551A (zh) * 2015-07-17 2015-10-14 武汉大学 一种碳纳米球/NiCo2O4复合材料及其制备方法与应用
CN109378449A (zh) * 2018-09-13 2019-02-22 天津大学 用于锂硫电池正极材料的NiCo2S4包覆多孔碳骨架的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JUAN XU ET AL: "Facile synthesis of core–shell nanostructured hollow carbon nanospheres@nickel cobalt double hydroxides as high-performance electrode materials for supercapacitors", 《DALTON TRANSACTIONS》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109979760A (zh) * 2019-04-18 2019-07-05 桂林理工大学 一种钴镍氧化物/碳球纳米复合材料的制备方法及其应用
CN112071663A (zh) * 2020-09-14 2020-12-11 陈建夫 一种纳米碳球电极材料的制备方法
CN113186560A (zh) * 2021-03-30 2021-07-30 广州费舍尔人工智能技术有限公司 一种富Ni3+的钴酸镍修饰碳球电极催化剂

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107785181B (zh) 一种超级电容器电极材料及其制备方法
CN108796551B (zh) 负载在泡沫镍上的海胆状硫化钴催化剂及其制备方法、作为电解水析氧催化剂的应用
CN107275105B (zh) 超级电容器电极材料及其制备方法
CN106340398B (zh) 一种超级电容器电极材料镍钴氢氧化物与钼氧化物复合材料的制备方法
CN106876682B (zh) 一种具有多孔结构的氧化锰/镍微米球及其制备和应用
CN109585182A (zh) 硫钴镍包覆的镍钴合金纳米片阵列的制备方法
CN106098402B (zh) 一种用于超级电容器的CoNiSe2纳米阵列材料及其制备方法
CN109904005A (zh) 一种超级电容器用钴镍氧化物/碳球纳米复合材料的惰性气氛合成方法
CN106057478B (zh) 在泡沫镍表面生成粗糙CuS纳米片阵列的制备方法及其应用
CN109908938A (zh) 一种新型电解水阳极析氧催化剂Co@NC/CNT的制备方法
CN107195470B (zh) 镍钴铁三元金属氧化物纳米管状复合材料及其制备方法
CN108550829A (zh) 一种具有玫瑰状二硫化钒/碳量子点复合材料及其制备方法和应用
CN109755030A (zh) 一种葡萄糖基碳球/钴镍氢氧化物复合材料的制备方法及其应用
CN107188230A (zh) 一种二硫化钼‑碳复合花球及其制备方法和应用
CN110828193A (zh) 一种纳米花状Ni-MOF材料及其制备方法和应用
CN110233056A (zh) 一种Co-Ni-S纳米片材料及其制备方法与应用
CN111646509B (zh) 一种钠离子电池卷曲四硫化钒纳米片负极材料及其制备方法和应用
CN110028113A (zh) 一种钴镍双金属氢氧化物纳米片的制备方法及其应用
CN108899222A (zh) 一种超级电容器电极材料的制备方法
CN105719846B (zh) 一种硫化钴/碳复合材料的制备方法及其产品与应用
CN109390162A (zh) 一种具有优异电化学性能的锰钴硫化物/还原氧化石墨烯复合材料及制备方法
CN109786135A (zh) 一种氧化铜@钼酸镍/泡沫铜复合电极材料及其制备方法
CN108914154A (zh) 一种负载有Co-OH的Ni-S高效析氢电极及其制备方法
CN108831755A (zh) 一种电容器电极多元复合材料的制备方法
CN108597896A (zh) 一种树叶形状的磷酸钴纳米片的制备方法及应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190618