纳米片复合空心球及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115583696A(43)申请公布日2023.01.10(21)申请号202211148942.5(22)申请日2022.09.20(71)申请人中国科学院合肥物质科学研究院地址230031安徽省合肥市蜀山湖路350号(72)发明人张国峰肖志远邵成朱晓光吴兵(74)专利代理机构北京润平知识产权代理有限公司11283专利代理师肖冰滨刘兵(51)Int.Cl.C02F1/469(2006.01)B01J13/20(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图5页(54)发明名称纳米片复合空心球及其制备方法和应用(57)摘要本发明涉及水处理领域，公开了一种纳米片复合空心球及其制备方法和应用。所述空心球的粒径为2‑3μm，球壁的厚度为300‑500nm；所述纳米片的长度为300‑500nm，纳米片的厚度为5‑10nm；所述纳米片的成分包括碱式碳酸镍和氢氧化镍。本发明所述的纳米片复合空心球材料形貌新颖、材料比表面大，将其作为电容脱盐的电极材料时，拥有优异的电容脱盐性能，可以重复利用，并且制备方法简便，具备很大的工业应用前景。CN115583696ACN115583696A权利要求书1/1页1.一种纳米片复合空心球，其特征在于，所述空心球的粒径为2‑3μm，所述空心球的球壁厚度为300‑500nm；所述纳米片的长度为300‑500nm，纳米片的厚度为5‑10nm；所述纳米片的成分包括碱式碳酸镍和氢氧化镍。2.一种纳米片复合空心球的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将六水合硝酸镍、乙二胺四乙酸二钠和水以及可选的表面活性剂进行混合，然后进行水热反应；(2)在步骤(1)反应后的溶液中加入氨水溶液，接着再次进行水热反应；六水合硝酸镍与乙二胺四乙酸二钠的用量的重量比为1‑2:1；氨水溶液与水的用量的体积比为2‑4:35；乙二胺四乙酸二钠与水的用量的重量比为0.9‑1.35:35。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，六水合硝酸镍与所述表面活性剂的用量的重量比为1:0.3‑1。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，氨水溶液的浓度为25‑28wt％。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述水热反应的条件包括：反应温度为150‑200℃，反应时间为10‑15h。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述水热反应的条件包括：反应温度为150‑200℃，反应时间为10‑15h。7.一种由权利要求2‑6中任意一项所述的方法制备得到的纳米片复合空心球。8.一种电容脱盐的电极材料，其特征在于，所述电极材料包括权利要求7所述的纳米片复合空心球。9.一种权利要求8所述的电容除盐的电极材料在水处理中的应用。2CN115583696A说明书1/8页纳米片复合空心球及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及纳米材料领域，具体涉及一种纳米片复合空心球及其制备方法和应用。背景技术[0002]水资源的短缺与污染是制约当今社会发展的重要因素，作为一种新型的水处理技术，电容脱盐技术基于双电层或赝电容进行电吸附脱盐，通过带电粒子在不同方向电位下的相对运动来实现其吸附与脱附。相比于传统的反渗透技术，电容脱盐技术在水处理领域因其环境友好，能耗低，效率高、无二次污染等优点受到了研究人员的广泛关注。[0003]在电容脱盐技术用于水处理领域中，当前研究最多的是电容脱盐的电极材料是碳材料，发展了多孔碳、石墨烯、碳纳米管、碳气凝胶及其复合材料，碳材料稳定性较好但普遍存在着吸附量低、电荷利用量低等问题。近年来又发展出了以聚苯胺为代表的聚合物、以二硫化钼为代表的过渡金属硫化物、以二氧化锰为代表的过渡金属氧化物、以MXene为代表的过渡金属碳化物、以磷酸铁为代表的聚阴离子化合物等材料，然而关于氢氧化物及碱式碳酸盐在电容脱盐材料内的应用研究较少。[0004]当前碱式碳酸镍/氢氧化镍相关材料的应用研究主要集中在电解水制氢领域、锌离子电池领域、超级电容器领域、光热催化领域、CO2电还原领域、TOC有机物降解领域、近红外纳米传感探针领域、碱性电池领域、电化学降解甲基橙领域等，并没有关于在电容脱盐电极材料内的应用研究，碱式碳酸盐作为一种天然的矿物，其主要用来提取镍，价格低廉，合成工艺简便，因此拓展其更多的应用方向具有重要的意义。发明内容[0005]本发明的目的是为了克服上述问题，提供一种纳米片复合空心球及其制备方法和应用，本发明所述的纳米片复合空心球材料形貌新颖、材料比表面大，将其作为电容脱盐的电极材料时，拥有优异的电容脱盐性能，可以重复利用，并且制备方法简便，具备很大的工业应用前景。[0006]为了实现上述目的，本发明一方面提供一种纳米片复合空心球，所述空心球的粒径为2‑3μm