一种钼酸镍/石墨烯复合材料的制备方法技术

技术编号:13112126 阅读:110 留言:0更新日期:2016-03-31 18:01
一种钼酸镍/石墨烯复合材料的制备方法,包括如下步骤:首先将氧化石墨烯溶于去离子水中,经超声分散后制得氧化石墨烯溶液备用;然后在上述氧化石墨烯溶液中加入醋酸镍搅拌均匀后,分别添加钼酸铵和尿素,分别搅拌均匀后得到的混合溶液转移至加压釜中,并放置于烘箱中处理;再将烘箱中处理后的物质取出冷至室温后,进行离心,将下层固体颗粒进行洗涤,并真空干燥即可。本制备方法制备的钼酸镍/石墨烯复合材料为钼酸镍/掺N石墨烯复合材料,可用作超级电容器的电极材料,导电性能更优,同时也避免了石墨烯片层的团聚,将电流密度增大均可拥有高的电容保持率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复合材料,具体是指。
技术介绍
超级电容器作为一种新型储能元件,相比传统物理电容器和电池,具有功率更高、 充放电更快速、寿命更长和维护成本更低等优点,其中优良的电极材料是其核心。当前钼酸 镍NiM〇04作为一种新型的超级电容器电极材料,由于其高电化学活性、低成本和对环境友 好的特点,受到越来越多的关注。但金属氧化物由于导电性差会导致作为电极使用时电容 量较低,倍率特性和循环性能不令人满意。由于石墨烯具有高的电导性、良好的机械性能和 高比表面积,通过在钼酸镍中添加石墨烯制成复合电极材料,而且通过对石墨烯掺杂N元 素,改善石墨烯团聚现象,这些将能有效改善电极的电性能。 中国专利申请号为201410049245.3,为"一种钼酸镍与石墨烯纳米复合 材料的制备方法"的技术方案中的制备方法,包括:(1)氧化石墨烯分散于去离子水中,超 声;(2)在超声完成后的氧化石墨烯溶液中加入NiC12 · 6H20和去离子水,搅拌;(3)向上述 溶液中加入Na2Mo04 · 2H20,继续搅拌,然后加入反应釜中120-180°C反应8-15h;(4)反应结 束后, 冷却至室温,离心所得到的产物,分别用去离子水和乙醇溶剂洗涤,并干燥,即得钼酸 镍与石墨烯纳米复合材料,该方法合成钼酸镍的前体物为氯化镍和钼酸钠,结合硕士论文 (朝洁.石墨稀/钼酸盐基电极材料的制备及其在超级电容器中的应用.上海:东华大 学,2014:43)可知,该方法制备的复合电极材料在lA/g的比电容为1054.4F/g,在10A/g 时电容保存率为64.82%,该方法中制备得到的纳米复合材料为棒状结构,可以有效抑制石 墨烯片层的团聚及改善NiM〇04作电极材料时循环稳定性差的问题,但是,棒状结构对导电 性能以及电容保存率均有一定的限制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电容量高,倍率特性和循环性能均较优的钼酸镍/石 墨烯复合材料的制备方法,以及制得的钼酸镍/石墨烯复合材料的应用。为了实现上述目的,本专利技术采用了如下的技术方案: ,包括如下步骤: 51、 将氧化石墨烯溶于去离子水中,经超声分散后制得氧化石墨烯溶液备用; 52、 在上述氧化石墨烯溶液中加入醋酸镍搅拌均匀后,分别添加钼酸铵和尿素,分别搅 拌均匀后得到的混合溶液转移至加压釜中,并放置于烘箱中处理; 53、 将S2中得到的物质取出冷至室温后,进行离心,将下层固体颗粒进行洗涤,并真空 干燥即可。 其中,S1中,氧化石墨烯溶液的浓度为0.95~1.lmg/ml。优选地,S2中的加压釜为带聚四氟乙烯内衬的加压釜。 进一步地,S2中,氧化石墨烯溶液与醋酸镍的体积质量比为10:0.15~0.30ml/g, 两者混合后搅拌时间为1.5h。进一步地,醋酸镍与钼酸铵以及尿素的的质量比为0.15~0.30:0.10~0.25 : 0.15~0.30,且在氧化石墨烯溶液与醋酸镍搅拌1.5h后,加入所述钼酸铵并搅拌lh,再加入 尿素,继续搅拌1h。进一步地,S2中的混合溶液在温度为140~180 °C的烘箱内静置10~24 h。 优选地,S3中真空干燥的温度为60 ± 1°。 作为一种优选的技术方案,一种钼酸镍/石墨烯复合电极材料的制备方法,包括如 下步骤: 51、 将氧化石墨烯溶于去离子水中,经超声分散后得到1mg/mL的氧化石墨烯溶液备 用; 52、 在上述氧化石墨烯溶液中加入醋酸镍,该氧化石墨烯溶液与醋酸镍的体积质量比 为10:0.25ml/g,磁力搅拌1.5h后再加入钼酸铵,搅拌lh后再加入尿素,其中,醋酸镍、钼酸 铵以及尿素的质量比为0.25: 0.20: 0.24,继续搅拌1h,最终将混合液转移到带聚四氟乙 烯内衬的加压釜中,在烘箱中160 °C静置1Oh; 53、 将加压釜从烘箱取出冷至室温后,将釜内混合物进行离心,倒掉上层清液,取下层 固体颗粒再分别用去离子水和无水乙醇清洗数次,最后在60 °C真空干燥至恒重即可。 本制备方法制备的钼酸镍/石墨烯复合材料为钼酸镍/掺N石墨烯复合材料,可用 作超级电容器的电极材料,本技术方案提供的钼酸镍/石墨烯复合电极材料是采用水热法, 以氧化石墨烯作为石墨烯的前体物,醋酸镍和钼酸铵作为合成钼酸镍的前体物,尿素作为 合成钼酸镍的促进剂和形貌调变剂,MV作为石墨烯掺N改性的前体物,得到的钼酸镍/石墨 烯复合材料为片状结构,导电性能更优,同时也避免了石墨烯片层的团聚,较钼酸镍电极材 料单独作为电极使用时,在电流密度为1A/g时的比电容增加,将电流密度增大到8A/g时 依然能保持较高的电容,远优于钼酸镍单独作为电极时的电化学活性。【具体实施方式】 以下结合实施例来进一步解释本专利技术,但实施例并不对本专利技术做任何形式的限 定。 实施例1 ,包括如下步骤: 51、 将氧化石墨烯溶于去离子水中,经超声分散后得到1mg/mL的氧化石墨烯溶液备 用; 52、 在上述氧化石墨烯溶液10ml中加入0.25g醋酸镍,磁力搅拌1.5h后再加入0.2g钼 酸铵,搅拌lh后再加入0.24g尿素,继续搅拌1h,最终将混合液转移到带聚四氟乙烯内衬的 加压釜中,在烘箱中160 °C静置10h; 53、 将加压釜从烘箱取出冷至室温后,将釜内混合物进行离心,倒掉上层清液,取下层 固体颗粒再分别用去离子水和无水乙醇清洗数次,最后在60 °C真空干燥至恒重即可。 实施例2 ,包括如下步骤: 51、 将氧化石墨烯溶于去离子水中,经超声分散后得到0.95mg/mL的氧化石墨烯溶液 备用; 52、 在上述氧化石墨烯溶液10ml中加入0.15g醋酸镍,磁力搅拌1.5h后再加入0.1g钼 酸铵,搅拌lh后再加入0.15g尿素,继续搅拌1h,最终将混合液转移到带聚四氟乙烯内衬的 加压釜中,在烘箱中160 °C静置24h; 53、 将加压釜从烘箱取出冷至室温后,将釜内混合物进行离心,倒掉上层清液,取下层 固体颗粒再分别用去离子水和无水乙醇清洗数次,最后在60 °C真空干燥至恒重即可。 实施例3 ,包括如下步骤: 51、 将氧化石墨烯溶于去离子水中,经超声分散后得到1.lmg/mL的氧化石墨烯溶液备 用; 52、 取上述氧化石墨烯溶液10mL,当前第1页1 2 本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种钼酸镍/石墨烯复合材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、将氧化石墨烯溶于去离子水中,经超声分散后制得氧化石墨烯溶液备用;S2、在上述氧化石墨烯溶液中加入醋酸镍搅拌均匀后,分别添加钼酸铵和尿素,分别搅拌均匀后得到的混合溶液转移至加压釜中,并放置于烘箱中处理;S3、将S2中得到的物质取出冷至室温后,进行离心,将下层固体颗粒进行洗涤,并真空干燥即可。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:范云王辉李永峰简健明
申请(专利权)人:广东工业大学
类型:发明
国别省市:广东;44

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