-石墨烯鎳鈷雙氫氧化物複合材料及其製備方法和應用的製作方法
2023-04-23 12:11:26
-石墨烯鎳鈷雙氫氧化物複合材料及其製備方法和應用的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種三維網絡結構Co3O4-石墨烯鎳鈷雙氫氧化物複合材料及其製備方法，其以超薄納米片聯成的四氧化三鈷納米刷子作為骨架結構，超薄納米片的表面緊貼有超薄的石墨烯膜形成四氧化三鈷-石墨烯長片，所述的四氧化三鈷-石墨烯兩長片之間嵌入鎳鈷雙氫氧化物納米片。本發明的有益效果是：該種複合電極材料具有非常優異的電子傳輸和離子擴散能力，最後使得該種複合電極材料具有非常優異的倍率性能。循環穩定性也得到了非常好的提高；本發明採用的是簡單的水熱法，燒結法結合兩步優化的電沉積方法，並且製備得到的材料純度非常高、均一性非常好。
【專利說明】三維網絡結構Co304-石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料及其製備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明屬於納米材料與電化學【技術領域】，具體涉及一種三維網絡結構Co304-石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料及其製備方法，該複合材料可作為超級電容器活性材料。
【背景技術】
[0002]隨著能源需求的不斷增長，探索具備優良性能的新型清潔能源材料已成為當今的一個挑戰。四氧化三鈷，氫氧化鈷和氫氧化鎳作為超級電容器贗電容材料，它們具有極高的理論比容量、易於製備、環境友好等優點，已逐漸成為世界範圍內的廣泛研究。同時石墨烯作為一種具有極高電導率的碳材料也經常用於和超級電容器電極材料複合，以此來提高電極材料的倍率性能。
[0003]為了獲得具備優異性能的超級電容器電極材料，許多的關於過渡金屬氧化物(二氧化錳，二氧化釕，四氧化三鈷，氧化鎳，二氧化鑰等)/過渡金屬氧化物的複合，金屬氧化物/金屬氫氧化物的複合，金屬氧化物/碳基材料和金屬氧化物/導電聚合物的複合已經被研究和報導，並且也取得了一定的成果和解決一些超級電容器發展面臨的問題。然而，這些複合的超級電容器電極材料還是不能達到作為優異清潔能源材料的要求。最重要的就是對於目如的複合結構電極材料研究而目，獲得具有超聞綜合電化學性能的電極材料，(如聞的比容量，很好的高倍率性能，極好的充放電可逆性和循環穩定性)依然是一個非常大的挑戰。就目前所報導的文獻來看，還沒有研究人員在滿足單位面積高的活性物質負載量的情況下，得到的電極活性材料依然具有上面所述的綜合的電化學性能。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於提供一種工藝簡單、符合綠色化學的要求、具有優良電化學性能的三維網絡結構Co304_石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料及其製備方法。
[0005]為了實現上述目的，本發明的技術方案是:三維網絡結構Co304_石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料，其以超薄納米片聯成的四氧化三鈷納米刷子作為骨架結構，超薄納米片的表面緊貼有超薄的石墨烯膜形成四氧化三鈷-石墨烯長片，所述的四氧化三鈷-石墨烯兩長片之間嵌入鎳鈷雙氫氧化物納米片，其採用下述方法製得，包括有以下步驟:
[0006]1)以泡沫鎳為電極基片，浸泡到0.lmol/L的稀硫酸中超聲預處理，取出後用去離子水超聲洗滌，然後將洗滌過的電極基片烘乾備用；
[0007]2)將0.2-1.0g六水合硝酸鈷和0.2-1.0g尿素溶解在70ml去離子水中攪拌形成澄清溶液；
[0008]3)將步驟2)得到的澄清溶液和步驟1)中處理好的泡沫鎳轉入反應釜中進行反應，取出反應釜，自然冷卻至室溫，取出泡沫鎳，超聲，烘乾，然後在氬氣和空氣中燒結，得到四氧化二鈷電極材料；
[0009]4)將步驟3)中得到的四氧化三鈷電極材料作為工作電極，鉬電極作為對電極，飽和甘汞電極作為參比電極，30毫升以哈莫法製備得到的石墨烯和3.58克磷酸氫二鈉的100毫升溶液作為電解液，進行沉積，結束後取出工作電極，用去離子水衝洗得到四氧化三鈷-石墨烯電極材料；
[0010]5)將步驟4)中得到的四氧化三鈷-石墨烯電極材料作為工作電極，鉬電極作為對電極，飽和甘汞電極作為參比電極，硝酸鈷和硝酸鎳作為電解液，進行沉積，結束後取出工作電極，用去離子水衝洗，烘乾得到三維網絡結構Co304-石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料。
[0011]按上述方案，步驟2)所述的六水合硝酸鈷為0.291g,尿素為0.3g。
[0012]按上述方案，步驟3)所述的反應溫度為120°C，反應時間為9小時。
[0013]按上述方案，步驟3)所述的氬氣中燒結溫度為450°C，燒結時間為5小時，空氣中燒結溫度為300°C，燒結時間為5小時。
[0014]按上述方案，步驟4)所述的沉積電流為1mA.cnT2，沉積時間為10分鐘。
[0015]按上述方案，步驟5)中所述的電解液的濃度為0.01-0.05mol/L硝酸鈷和0.005-0.025mol/L硝酸鎳，沉積電流為l_5mA.cm_2，沉積時間為4_20分鐘。
[0016]所述三維網絡結構Co304_石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料的製備方法，包括有以下步驟:
[0017]1)以泡沫鎳為電極基片，浸泡到0.lmol/L的稀硫酸中超聲預處理，取出後用去離子水超聲洗滌，然後將洗滌過的電極基片烘乾備用；
[0018]2)將0.2-1.0g六水合硝酸鈷和0.2-1.0g尿素溶解在70ml去離子水中攪拌形成澄清溶液；
[0019]3)將步驟2)得到的澄清溶液和步驟1)中處理好的泡沫鎳轉入反應釜中進行反應，取出反應釜，自然冷卻至室溫，取出泡沫鎳，超聲，烘乾，然後在氬氣和空氣中燒結，得到四氧化二鈷電極材料；
[0020]4)將步驟3)中得到的四氧化三鈷電極材料作為工作電極，鉬電極作為對電極，飽和甘汞電極作為參比電極，30毫升以哈莫法製備得到的石墨烯和3.58克磷酸氫二鈉的100毫升溶液作為電解液，進行沉積，結束後取出工作電極，用去離子水衝洗得到四氧化三鈷-石墨烯電極材料；
[0021]5)將步驟4)中得到的四氧化三鈷-石墨烯電極材料作為工作電極，鉬電極作為對電極，飽和甘汞電極作為參比電極，硝酸鈷和硝酸鎳作為電解液，進行沉積，結束後取出工作電極，用去離子水衝洗，烘乾得到三維網絡結構Co304-石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料。
[0022]所述的三維網絡結構Co304_石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料作為超級電容器電極活性材料的應用。
[0023]本發明的有益效果是:三維網絡結構Co304_石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料充分保留了四氧化三鈷和鎳鈷雙氫氧化物高的比容量的優勢，石墨烯薄膜作為中間部分，可以作為該三維網絡結構中電子傳導的高速通道。同時，該種結構是三維網絡結構，鎳鈷雙氫氧化物納米片嵌入在四氧化三鈷-石墨烯兩長片之間，使得該種複合電極材料具有非常優異的電子傳輸和離子擴散能力，最後使得該種複合電極材料具有非常優異的倍率性能。而且，由於雙氫氧化物納米片很好的嵌入在四氧化三鈷-石墨烯兩長片之間，最後的循環穩定性也得到了非常好的提高；本發明採用的是簡單的水熱法，燒結法結合兩步優化的電沉積方法，並且製備得到的材料純度非常高、均一性非常好。本發明工藝簡單，製備得到的電極材料電化學性能十分優異，符合市場上對超級電容器電極材料性能的要求，非常有利於市場化推廣。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是實施例1的三維網絡結構Co304_石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料的合成機理圖；
[0025]圖2是實施例1的三維網絡結構Co304_石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料的X-射線衍射圖；
[0026]圖3是實施例1中步驟3)得到的四氧化三鈷和步驟4)得到的四氧化三鈷-石墨烯電極材料的傅立葉紅外光譜圖；
[0027]圖4是實施例1中步驟4)得到的四氧化三鈷-石墨烯的X-射線能譜圖；
[0028]圖5是四氧化三鈷-石墨烯和三維網絡結構Co304_石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料的SEM圖，其中圖5a和圖5b分別是實施例1中步驟4)得到的四氧化三鈷-石墨烯和步驟5)得到的三維網絡結構Co304-石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料的SEM圖；
[0029]圖6是四氧化三鈷石墨烯和三維網絡結構Co304_石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料的TEM圖，其中圖6a和圖6b分別是實施例1中步驟4)得到的四氧化三鈷石墨烯和步驟5)得到的三維網絡結構Co304-石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料的TEM圖；
[0030]圖7是實施例1的三維網絡結構Co304_石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料的倍率性能圖；
[0031]圖8是實施例1中步驟3)得到的納米刷子形貌的四氧化三鈷，步驟4)中得到的四氧化三鈷-石墨烯和步驟5)中得到的三維網絡結構Co304-石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料的循環性能圖。
【具體實施方式】
[0032]為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限於下面的實施例。
[0033]實施例1:
[0034]哈莫法製備得到石墨烯的具體步驟為:
[0035]a)將lg石墨與23ml濃硫酸在250ml錐形瓶中混合，在室溫下攪拌24小時；
[0036]b)在40°C水浴條件下，向錐形瓶中加入lOOmg NaN03,並攪拌5分鐘，使NaN03充分溶解；
[0037]c)向錐形瓶中緩慢加入500mg ΚΜη04 (控制反應溫度在45°C以下)，攪拌30分鐘；
[0038]d)向錐形瓶中加入3ml蒸餾水，等待5分鐘後再次加入3ml蒸餾水，等待5分鐘後加入40ml蒸懼水，攪拌15分鐘；
[0039]e)停止水浴，向錐形瓶中加入140ml蒸懼水及10ml 30% H202,在室溫下攪拌5分鐘，以終止反應；
[0040]f)使用離心機，10000轉/分鐘，3分鐘，用5% HC1溶液洗滌兩次，而後用蒸餾水洗滌至中性；
[0041 ] g)將所得到的沉澱物分散在100ml蒸餾水中，並90Hz超聲60分鐘，超聲時水位與液面平行，超聲後請立刻洗滌；
[0042]h)將g)步所得溶液，5000轉/分鐘，5分鐘離心，取上層清液後再5000轉/分鐘，5分鐘離心兩次，所得清液即為石墨烯溶液。
[0043]三維網絡結構Co304_石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料的製備方法,它包括如下步驟:
[0044]1)泡沫鎳作為電極基片，首先浸泡到0.lmol/L的稀硫酸中超聲(60Hz)預處理20分鐘，取出後用去離子水在超聲^OHz)下洗滌2次，每次各20分鐘，然後將洗滌過的泡沫鎳基片烘乾備用；
[0045]2)將0.291克六水合硝酸鈷和0.3克尿素溶解在70毫升的去離子水中攪拌1個小時形成澄清溶液；
[0046]3)將步驟2)中得到的澄清溶液和步驟1)中處理好的大小為20mm*60mm*0.4mm的泡沫鎳轉入反應釜中，在120°C的條件下反應9個小時，取出反應釜，自然冷卻至室溫，取出泡沫鎳，在去離子水中40Hz下超聲5分鐘，70°C下烘乾，然後分別在氬氣中450°C下燒結5個小時，空氣中300°C下燒結5個小時得到四氧化三鈷電極材料；
[0047]4)將步驟3)中得到的長在泡沫鎳上的四氧化三鈷作為工作電極，鉬電極作為對電極，飽和甘汞電極作為參比電極，30毫升哈莫法製備得到的石墨烯和3.58克磷酸氫二鈉的100毫升溶液作為電解液，陰極沉積電流值為1mA.cm—2，沉積時間為10分鐘，然後啟動電化學工作站。待電化學工作站停止工作後，取出工作電極，用去離子水衝洗10分鐘得到四氧化二鈷_石墨烯電極材料
[0048]5)將步驟4)中得到的長在泡沫鎳上的四氧化三鈷-石墨烯電極材料作為工作電極，鉬電極作為對電極，飽和甘汞電極作為參比電極，0.05摩爾每升硝酸鈷和0.025摩爾每升硝酸鎳作為電解液，陰極沉積電流值為5mA.cm—2，沉積時間為4分鐘，然後啟動電化學工作站。待電化學工作站停止工作後，取出工作電極，用去離子水衝洗10分鐘，70°C烘乾得到三維網絡結構四氧化三鈷-石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合電極材料。
[0049]如圖1所示，本發明的合成機理是:首先通過優化改進的水熱法，通過控制反應物的濃度，反應溫度和反應時間製備得到長在泡沫鎳上具有納米刷子形貌的四氧化三鈷，然後通過優化的電沉積方法使得石墨烯薄膜沉積在四氧化三鈷的表面，最後通過電化學沉積方法結合成核生長和原位自組裝機理得到最終的具有三維網絡結構的Co304_石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料複合材料。
[0050]以本發明的產物三維網絡結構Co304_石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料為例，其組成由X-射線衍射儀，傅立葉紅外光譜分析儀和X-射線能譜儀確定。如圖2所示X-射線衍射圖譜(XRD)表明複合材料的物相為四氧化三鈷和雙氫氧化物，如圖3所示傅立葉紅外光譜分析儀和如圖4X-射線能譜儀表面複合材料中有均勻分布的石墨烯。
[0051]如圖5a的掃描電鏡和如圖6a的透射電鏡進一步證明了石墨烯薄膜均勻的沉積在四氧化三鈷的表面，雙氫氧化物納米片嵌入在四氧化三鈷-石墨烯兩長片之間。如圖5b是得到的三維網絡結構Co304-石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料的掃描電鏡圖。如圖6b是得到的三維網絡結構Co304-石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料的掃描電鏡圖。
[0052]本發明製備得到的三維網絡結構Co304_石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料電極採用三電極系統進行超級電容器電化學性能測試，以製備得到的複合電極材料為工作電極，鉬電極作為對電極，銀/氯化銀電極作為參比電極，在辰華電化學工作站上進行相關的電化學測試。如圖7的三維網絡結構Co304-石墨烯_ixCo2x(0H)6X電極材料的電化學倍率性能測試表明在lA/g的電流密度下，容量達到2550F/g，在電流密度為20A/g時，容量依然達到2116F/g，同時如圖8的循環性能測試表明在20A/g的電流密度下，循環5000圈後的容量依然達到第一圈的92.7%。
[0053]實施例2:
[0054]三維網絡結構Co304_石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料的製備方法，其中，石墨烯的製備方法參照實施例1。它包括如下步驟:
[0055]1)泡沫鎳作為電極基片，首先浸泡到0.lmol/L的稀硫酸中超聲(60Hz)預處理20分鐘，取出後用去離子水在超聲^OHz)下洗滌2次，每次各20分鐘，然後將洗滌過的泡沫鎳基片烘乾備用；
[0056]2)將0.291克六水合硝酸鈷和0.3克尿素溶解在70毫升的去離子水中攪拌1個小時形成澄清溶液；
[0057]3)將步驟2)中得到的澄清溶液和步驟1)中處理好的大小為20mm*60mm*0.4mm的泡沫鎳轉入反應釜中，在120°C的條件下反應9個小時，取出反應釜，自然冷卻至室溫，取出泡沫鎳，在去離子水中40Hz下超聲5分鐘，70°C下烘乾，然後分別在氬氣中450°C下燒結5個小時，空氣中300°C下燒結5個小時得到四氧化三鈷電極材料；
[0058]4)將步驟3)中得到的長在泡沫鎳上的四氧化三鈷作為工作電極，鉬電極作為對電極，飽和甘汞電極作為參比電極，30毫升哈莫法製備得到的石墨烯和3.58克磷酸氫二鈉的100毫升溶液作為電解液，陰極沉積電流值為1mA.cm—2，沉積時間為10分鐘，然後啟動電化學工作站。待電化學工作站停止工作後，取出工作電極，用去離子水衝洗10分鐘得到四氧化二鈷_石墨烯電極材料
[0059]5)將步驟4)中得到的長在泡沫鎳上的四氧化三鈷-石墨烯電極材料作為工作電極，鉬電極作為對電極，飽和甘汞電極作為參比電極，0.05摩爾每升硝酸鈷和0.025摩爾每升硝酸鎳作為電解液，陰極沉積電流值為5mA.cm—2，沉積時間為20分鐘，然後啟動電化學工作站。待電化學工作站停止工作後，取出工作電極，用去離子水衝洗10分鐘，70°C烘乾得到三維網絡結構四氧化三鈷-石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合電極材料。
[0060]以本實例中得到的Co304_石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料為例，在lA/g的電流密度下比容量為1100F/g，在20A/g的電流密度下，比容量為530F/g.
[0061]實施例3:
[0062]三維網絡結構Co304_石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料的製備方法，其中，石墨烯的製備方法參照實施例1，它包括如下步驟:
[0063]1)泡沫鎳作為電極基片，首先浸泡到0.lmol/L的稀硫酸中超聲(60Hz)預處理20分鐘，取出後用去離子水在超聲^OHz)下洗滌2次，每次各20分鐘，然後將洗滌過的泡沫鎳基片烘乾備用；
[0064]2)將0.291克六水合硝酸鈷和0.3克尿素溶解在70毫升的去離子水中攪拌1個小時形成澄清溶液；
[0065]3)將步驟2)中得到的澄清溶液和步驟1)中處理好的大小為20mm*60mm*0.4mm的泡沫鎳轉入反應釜中，在120°C的條件下反應9個小時，取出反應釜，自然冷卻至室溫，取出泡沫鎳，在去離子水中40Hz下超聲5分鐘，70°C下烘乾，然後分別在氬氣中450°C下燒結5個小時，空氣中300°C下燒結5個小時得到四氧化三鈷電極材料；
[0066]4)將步驟3)中得到的長在泡沫鎳上的四氧化三鈷作為工作電極，鉬電極作為對電極，飽和甘汞電極作為參比電極，30毫升哈莫法製備得到的石墨烯和3.58克磷酸氫二鈉的100毫升溶液作為電解液，陰極沉積電流值為1mA.cm—2，沉積時間為10分鐘，然後啟動電化學工作站。待電化學工作站停止工作後，取出工作電極，用去離子水衝洗10分鐘得到四氧化二鈷_石墨烯電極材料。
[0067]5)將步驟4)中得到的長在泡沫鎳上的四氧化三鈷-石墨烯電極材料作為工作電極，鉬電極作為對電極，飽和甘汞電極作為參比電極，0.01摩爾每升硝酸鈷和0.005摩爾每升硝酸鎳作為電解液，陰極沉積電流值為1mA.cm—2，沉積時間為20分鐘，然後啟動電化學工作站。待電化學工作站停止工作後，取出工作電極，用去離子水衝洗10分鐘，70°C烘乾得到四氧化三鈷-石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合電極材料。
[0068]石墨烯的製備方法參照實施例1。
[0069]以本實例中得到的Co304_石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料為例，在lA/g的電流密度下比容量為1553F/g，在20A/g的電流密度下，比容量為1126F/g。
[0070]對比實施例4:
[0071]三維網絡結構Co304@鎳鈷雙氫氧化物複合材料的製備方法，它包括如下步驟:
[0072]1)泡沫鎳作為電極基片，首先浸泡到0.lmol/L的稀硫酸中超聲(60Hz)預處理20分鐘，取出後用去離子水在超聲^OHz)下洗滌2次，每次各20分鐘，然後將洗滌過的泡沫鎳基片烘乾備用；
[0073]2)將0.291克六水合硝酸鈷和0.3克尿素溶解在70毫升的去離子水中攪拌1個小時形成澄清溶液；
[0074]3)將步驟2)中得到的澄清溶液和步驟1)中處理好的大小為20mm*60mm*0.4mm的泡沫鎳轉入反應釜中，在120°C的條件下反應9個小時，取出反應釜，自然冷卻至室溫，取出泡沫鎳，在去離子水中40Hz下超聲5分鐘，70°C下烘乾，然後分別在氬氣中450°C下燒結5個小時，空氣中300°C下燒結5個小時得到四氧化三鈷電極材料；
[0075]4)將步驟3)中得到的長在泡沫鎳上的四氧化三鈷電極材料作為工作電極，鉬電極作為對電極，飽和甘汞電極作為參比電極，0.05摩爾每升硝酸鈷和0.025摩爾每升硝酸鎳作為電解液，陰極沉積電流值為5mA.cnf2，沉積時間為4分鐘，然後啟動電化學工作站。待電化學工作站停止工作後，取出工作電極，用去離子水衝洗10分鐘，70°C烘乾得到三維網絡結構四氧化三鈷@鎳鈷雙氫氧化物複合電極材料。
[0076]以本實例中得到的三維網絡結構Co304@鎳鈷雙氫氧化物複合材料為例，在lA/g的電流密度下比容量為1947F/g，在20A/g的電流密度下，比容量為1201F/g。
[0077]實施例4為未加入石墨烯得到的三維網絡結構Co304@鎳鈷雙氫氧化物複合材料。從電化學性能上可以得出，加入石墨烯製備得到的複合電極材料的比容量和倍率性能要比未加入石墨烯製備得到的複合電極材料提高許多。
【權利要求】
1.三維網絡結構Co3O4-石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料，其以超薄納米片聯成的四氧化三鈷納米刷子作為骨架結構，超薄納米片的表面緊貼有超薄的石墨烯膜形成四氧化三鈷-石墨烯長片，所述的四氧化三鈷-石墨烯兩長片之間嵌入鎳鈷雙氫氧化物納米片，其採用下述方法製得，包括有以下步驟: 1)以泡沫鎳為電極基片，浸泡到0.lmol/L的稀硫酸中超聲預處理，取出後用去離子水超聲洗滌，然後將洗滌過的電極基片烘乾備用； 2)將0.2-1.0g六水合硝酸鈷和0.2-1.0g尿素溶解在70ml去離子水中攪拌形成澄清溶液； 3)將步驟2)得到的澄清溶液和步驟I)中處理好的泡沫鎳轉入反應釜中進行反應，取出反應釜，自然冷卻至室溫，取出泡沫鎳，超聲，烘乾，然後在氬氣和空氣中燒結，得到四氧化三鈷電極材料； 4)將步驟3)中得到的四氧化三鈷電極材料作為工作電極，鉬電極作為對電極，飽和甘汞電極作為參比電極，30毫升以哈莫法製備得到的石墨烯和3.58克磷酸氫二鈉的100毫升溶液作為電解液，進行沉積，結束後取出工作電極，用去離子水衝洗得到四氧化三鈷-石墨烯電極材料； 5)將步驟4)中得到的四氧化三鈷-石墨烯電極材料作為工作電極，鉬電極作為對電極，飽和甘汞電極作為參比電極，硝酸鈷和硝酸鎳作為電解液，進行沉積，結束後取出工作電極，用去離子水衝洗，烘乾得到三維網絡結構Co3O4-石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料。
2.根據權利要求1所述的三維網絡結構Co3O4-石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料，其特徵在於，步驟2)所述的六水合硝酸鈷為0.291g,尿素為0.3g。
3.根據權利要求1所述的三維網絡結構Co3O4-石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料，其特徵在於，步驟3)所述的反應溫度為120°C，反應時間為9小時。
4.根據權利要求1所述的三維網絡結構Co3O4-石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料，其特徵在於，步驟3)所述的氬氣中燒結溫度為450°C，燒結時間為5小時，空氣中燒結溫度為300°C，燒結時間為5小時。
5.根據權利要求1所述的三維網絡結構Co3O4-石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料，其特徵在於，步驟4)所述的沉積電流為ImA.cm—2，沉積時間為10分鐘。
6.根據權利要求1所述的三維網絡結構Co3O4-石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料，其特徵在於，步驟5)中所述的電解液的濃度為0.01-0.05mol/L硝酸鈷和0.005-0.025mol/L硝酸鎳，沉積電流為l_5mA.cm_2，沉積時間為4_20分鐘。
7.權利要求1所述三維網絡結構Co3O4-石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料的製備方法，包括有以下步驟: 1)以泡沫鎳為電極基片，浸泡到0.lmol/L的稀硫酸中超聲預處理，取出後用去離子水超聲洗滌，然後將洗滌過的電極基片烘乾備用； 2)將0.2-1.0g六水合硝酸鈷和0.2-1.0g尿素溶解在70ml去離子水中攪拌形成澄清溶液； 3)將步驟2)得到的澄清溶液和步驟I)中處理好的泡沫鎳轉入反應釜中進行反應，取出反應釜，自然冷卻至室溫，取出泡沫鎳，超聲，烘乾，然後在氬氣和空氣中燒結，得到四氧化三鈷電極材料； 4)將步驟3)中得到的四氧化三鈷電極材料作為工作電極，鉬電極作為對電極，飽和甘汞電極作為參比電極，30毫升以哈莫法製備得到的石墨烯和3.58克磷酸氫二鈉的100毫升溶液作為電解液，進行沉積，結束後取出工作電極，用去離子水衝洗得到四氧化三鈷-石墨烯電極材料； 5)將步驟4)中得到的四氧化三鈷-石墨烯電極材料作為工作電極，鉬電極作為對電極，飽和甘汞電極作為參比電極，硝酸鈷和硝酸鎳作為電解液，進行沉積，結束後取出工作電極，用去離子水衝洗，烘乾得到三維網絡結構Co3O4-石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料。
8.根據權利要求7所述的三維網絡結構Co3O4-石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料的製備方法，其特徵在於，步驟2)所述的六水合硝酸鈷為0.291g,尿素為0.3g。
9.根據權利要求7所述的三維網絡結構Co3O4-石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料的製備方法，其特徵在於，步驟3)所述的反應溫度為120°C，反應時間為9小時。
10.根據權利要求7所述的三維網絡結構Co3O4-石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料的製備方法，其特徵在於，步驟3)所述的氬氣中燒結溫度為450°C，燒結時間為5小時，空氣中燒結溫度為300°C，燒結時間為5小時。
11.根據權利要求7所述的三維網絡結構Co3O4-石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料的製備方法，其特徵在於，步驟4)所述的沉積電流為ImA.cm—2，沉積時間為10分鐘。
12.根據權利要求7所述的三維網絡結構Co3O4-石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料的製備方法，其特徵在於，步驟5)中所述的電解液的濃度為0.01-0.05mol/L硝酸鈷和0.005-0.025mol/L硝酸鎳，沉積電流為l_5mA.cm_2，沉積時間為4_20分鐘。
13.權利要求1所述的三維網絡結構Co3O4-石墨烯@鎳鈷雙氫氧化物複合材料作為超級電容器電極活性材料的應用。
【文檔編號】H01G9/042GK104252970SQ201410553841
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年10月17日 優先權日:2014年10月17日
【發明者】麥立強, 瞿龍兵, 楊超 申請人:武漢理工大學