一种氢氧化镍纳米阵列/碳布电极材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113470993A(43)申请公布日2021.10.01(21)申请号202110742986.XB82Y40/00(2011.01)(22)申请日2021.07.01(71)申请人浙江大学地址310058浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号(72)发明人吴牧宸支明佳洪樟连(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200代理人傅朝栋张法高(51)Int.Cl.H01G11/86(2013.01)H01G11/30(2013.01)H01G11/32(2013.01)H01G11/24(2013.01)C01G53/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种氢氧化镍纳米阵列/碳布电极材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种氢氧化镍纳米阵列/碳布电极材料及其制备方法，该制备方法包括：S1：将清洗干燥后的碳布放入浓硝酸和浓硫酸组成的第一溶液中，随后进行活化处理，清洗后得到活化碳布；S2：将活化碳布浸没于第二溶液，得到混合体系；所述第二溶液为六水合硝酸镍溶于无水乙醇所得；将所述混合体系利用无水乙醇进行超临界干燥，得到氢氧化镍纳米阵列/碳布电极材料。通过上述方法制备的氢氧化镍纳米阵列/碳布电极材料具有优异的电化学性能和机械稳定性，可应用于超级电容器。CN113470993ACN113470993A权利要求书1/1页1.一种氢氧化镍纳米阵列/碳布电极材料的制备方法，其特征在于，具体如下：S1：将清洗干燥后的碳布放入浓硝酸和浓硫酸组成的第一溶液中，随后进行活化处理，清洗后得到活化碳布；S2：将活化碳布浸没于第二溶液，得到混合体系；所述第二溶液为六水合硝酸镍溶于无水乙醇所得；将所述混合体系利用无水乙醇进行超临界干燥，得到氢氧化镍纳米阵列/碳布电极材料。2.根据权利要求1所述的一种氢氧化镍纳米阵列/碳布电极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1具体如下：将碳布用乙醇、丙酮和水进行清洗，干燥后放入第一溶液中，随后共同置于3V电位下进行活化处理，将经过活化处理后的碳布用水清洗以去除杂质，得到活化碳布。3.根据权利要求1或2所述的一种氢氧化镍纳米阵列/碳布电极材料的制备方法，其特征在于，所述第一溶液中浓硝酸和浓硫酸的体积比为1：1。4.根据权利要求1所述的一种氢氧化镍纳米阵列/碳布电极材料的制备方法，其特征在于，所述第二溶液中六水合硝酸镍的浓度为0.01～0.5M。5.根据权利要求1所述的一种氢氧化镍纳米阵列/碳布电极材料的制备方法，其特征在于，所述混合体系的超临界干燥过程在超临界反应釜中进行，具体如下：将超临界反应釜以5℃/min的升温速率加热至265℃，压力达到7MPa，使超临界反应釜内的无水乙醇达到超临界点并由液态变成气态；反应1h后，排出超临界反应釜内的乙醇气体并通入氮气，随后冷却至室温，完成超临界干燥过程。6.根据权利要求1或5所述的一种氢氧化镍纳米阵列/碳布电极材料的制备方法，其特征在于，将所述混合体系置于玻璃培养皿中，将玻璃培养皿放入盛有无水乙醇的超临界反应釜中进行超临界干燥。7.根据权利要求6所述的一种氢氧化镍纳米阵列/碳布电极材料的制备方法，其特征在于，所述无水乙醇的液面低于玻璃培养皿的顶部，以防无水乙醇浸没混合体系。8.根据权利要求1或5所述的一种氢氧化镍纳米阵列/碳布电极材料的制备方法，其特征在于，所述超临界反应釜内的无水乙醇占超临界反应釜容积的四分之三。9.一种利用权利要求1～8任一所述制备方法得到的氢氧化镍纳米阵列/碳布电极材料，其特征在于，碳布的纤维结构得到完整保留，表现出微观结构稳定性；氢氧化镍纳米片均匀地生长在碳布上并对碳布实现了完整的覆盖，形成了三维多孔网络状的分层结构。2CN113470993A说明书1/4页一种氢氧化镍纳米阵列/碳布电极材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于超级电容器电极材料制备技术领域，具体涉及一种氢氧化镍纳米阵列/碳布电极材料及其制备方法。背景技术[0002]过渡金属氧化物、氢氧化物以及硫化物作为高效的赝电容材料已经被大量的研究。在众多的氢氧化物中，Ni(OH)2具有低成本，高容量以及自然储量多的特性，被认为是一种优良的赝电容材料。值得注意的是，赝电容材料一般不能直接用作柔性固态超级电容器电极，其需要和柔性导电的基底复合，例如：碳布、石墨烯以及金属基底。碳布柔性基底具有良好的机械强度、高电导率、质轻、低成本的特点，已被广泛地用于柔性储能装置。因此，将Ni(OH)2与碳布基底进行复合是制备高性能柔性电极的有效途径。例如，Liu等用硝酸镍、尿素和氟化铵作为反应体系，通过水热法制备了涂有β‑Ni(OH)(2)纳米薄片的碳布(Thehydrothermalsynthesi