本发明专利技术公开了一种Co3O4@MnCo2O4纳米材料的制备方法，步骤如下：将泡沫镍在HCl溶液中超声，清洗；将Co(NO3)2·6H2O、NH4F和尿素溶于去离子水中，搅拌得到均相溶液，转移到反应釜，将已处理的泡沫镍浸入反应釜中，在85‑95℃电烘箱中保持9‑11h，冷却至室温，将泡沫镍产品取出，用去离子水超声4‑6min，退火，得到Co3O4；将MnCl2·4H2O，尿素和Co(NO3)2·6H2O溶解在去离子水中，转移到高压釜，泡沫镍负载Co3O4纳米线投入反应溶液，反应5‑7h，冲洗，退火，冷却即得。该方法制备的Co3O4@MnCo2O4复合材料具有优异的电化学性能，比电容值高。
【技术实现步骤摘要】
一种Co3O4@MnCo2O4纳米材料的制备方法
本专利技术涉及一种Co3O4@MnCo2O4纳米材料的制备方法。
技术介绍
由于传统化石燃料的消耗，我们正面临着许多问题，比如能源短缺问题，石油、天然气和煤炭等化石能源都属于不可再生资源，人类的经济和科学技术的发展虽然为我们创造了很大的财富，但是与此同时也使得能源被过度使用造成了能源短缺问题。化石能源的消耗也导致了严重的环境问题例如酸雨、全球气温变暖、气候变化和臭氧空洞等。酸雨是由于人类大量使用煤、石油、等化石燃料，燃烧后产生的硫化合物或氮氧化物，在大气中经过复杂的化学反应，形成硫酸或硝酸气溶胶，或为云、雨、雪、雾捕捉吸收，降到地面成为酸雨。温室气体排放主要来自交通方面（汽车尾气排放）和电力发电，还有工厂里污染气体的排放。我们的生活环境遭到了严重的破坏。化石燃料的日益枯竭和环境问题日趋严峻，所以促使人们迫切需要寻找清洁能源作为能源载体。如风能、太阳能等，但是它们属于间歇性的能源，大量的对其开发利用将会对人们来说是一个巨大的挑战。而氢作为一种可持续的和碳－中性的能源载体，是未来取代化石燃料的理想选择。氢能被认为是一种有吸引力的替代燃料，还因为它的清洁无污染、高效、可再生性和来源丰富等特点。制造氢能的方法有很多，比如化石燃料制氢，液体原料醇类制氢，生物制氢、太阳能制氢和电解水制氢。目前电解水制氢是最无污染、操作简单的制氢技术。电化学水分解为可持续的能量转换和储存提供了一种很有前景的方法，它需要一个1.23V的热力学势能，把水分解成氢和氧。与阴极氢的析出反应相比，阳极上的水氧化是一种更耗能的反应，它的初始要求是1.23伏的热力学势能，这种阳极反应受到缓慢动力学的影响，在改进的同时仍然是关键瓶颈。水裂解技术和高效的电催化剂是需要在低的超电势下达到高电流密度。所以需要设计先进的电催化剂，来降低超电势，提高分解水的效率。目前，氧气析出反应常用的催化剂Ir、Pt、IrO2和RuO2等贵金属和重金属氧化物，但却受到来源稀缺和高成本的影响，限制了他们的在工业中的大规模使用。显而易见的开发低成本的催化剂来替代贵金属是非常重要的。传统的水电解通常是强酸或强碱电解质中进行，但却会导致严重的腐蚀问题。因此，在良好的条件下，开发非稀有金属水氧化催化剂是非常有吸引力的。在此之前就有科学家们研究了以钴氧化物为基础的电催化剂，由于具有良好的电催化性能，最有潜力、活性低，制备容易，化学稳定性好。一般来说，硫化钴（CoxS）和钴磷（CoxP）是很好的氢气析出反应（HER）的电催化剂，而钴氧化物（CoxO）则是对催化氧气析出反应（OER）有很好的研究前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种Co3O4@MnCo2O4纳米材料的制备方法。本专利技术通过下面技术方案实现：一种Co3O4@MnCo2O4纳米材料的制备方法，包括如下步骤：泡沫镍采用超声波在HCl溶液中超声15-25min，去除表面的氧化层，然后用乙醇和去离子水清洗；将10-20份Co(NO3)2·6H2O、20-30份NH4F和10-20份尿素溶于75-85份去离子水中，在恒温磁力搅拌下搅拌得到均相溶液，转移到聚四氟乙烯内衬不锈钢反应釜，将已经处理的泡沫镍浸入反应釜中，在85-95℃电烘箱中保持9-11h，冷却至室温，将泡沫镍产品取出，用去离子水超声处理4-6min，在320-340℃空气中退火2.5-3.5h，得到Co3O4；将10-20份MnCl2·4H2O，5-10份尿素和15-25份Co(NO3)2·6H2O溶解在60-70份去离子水中，转移到聚四氟乙烯衬里不锈钢高压釜，泡沫镍负载Co3O4纳米线投入反应溶液，然后将高压釜密封并保持在105-115℃反应5-7h，将所得到的产品取出，先后用去离子水和乙醇冲洗4-6次，然后在320-340℃空气中退火2.5-3.5h，冷却即得；各原料均为重量份。优选地，所述的制备方法中，泡沫镍采用超声波在HCl溶液中超声20min。优选地，所述的制备方法中，在85-95℃电烘箱中保持10h。优选地，所述的制备方法中，用去离子水超声处理5min。优选地，所述的制备方法中，在330℃空气中退火3h。优选地，所述的制备方法中，将高压釜密封并保持在110℃反应6h。本专利技术技术效果：该方法简便、快捷、易操作，制备的Co3O4@MnCo2O4核壳结构复合材料具有优异的电化学性能，比电容值高，具有良好的应用前景。具体实施方式下面结合实施例具体介绍本专利技术的实质性内容。实施例1一种Co3O4@MnCo2O4纳米材料的制备方法，包括如下步骤：泡沫镍采用超声波在HCl溶液中超声20min，去除表面的氧化层，然后用乙醇和去离子水清洗；将15份Co(NO3)2·6H2O、25份NH4F和15份尿素溶于80份去离子水中，在恒温磁力搅拌下搅拌得到均相溶液，转移到聚四氟乙烯内衬不锈钢反应釜，将已经处理的泡沫镍浸入反应釜中，在90℃电烘箱中保持10h，冷却至室温，将泡沫镍产品取出，用去离子水超声处理5min，在330℃空气中退火3h，得到Co3O4；将15份MnCl2·4H2O，7份尿素和20份Co(NO3)2·6H2O溶解在65份去离子水中，转移到聚四氟乙烯衬里不锈钢高压釜，泡沫镍负载Co3O4纳米线投入反应溶液，然后将高压釜密封并保持在110℃反应6h，将所得到的产品取出，先后用去离子水和乙醇冲洗5次，然后在330℃空气中退火3h，冷却即得；各原料均为重量份。实施例2一种Co3O4@MnCo2O4纳米材料的制备方法，包括如下步骤：泡沫镍采用超声波在HCl溶液中超声15min，去除表面的氧化层，然后用乙醇和去离子水清洗；将10份Co(NO3)2·6H2O、20份NH4F和10份尿素溶于75份去离子水中，在恒温磁力搅拌下搅拌得到均相溶液，转移到聚四氟乙烯内衬不锈钢反应釜，将已经处理的泡沫镍浸入反应釜中，在85℃电烘箱中保持9h，冷却至室温，将泡沫镍产品取出，用去离子水超声处理4min，在320℃空气中退火2.5h，得到Co3O4；将10份MnCl2·4H2O，5份尿素和15份Co(NO3)2·6H2O溶解在60份去离子水中，转移到聚四氟乙烯衬里不锈钢高压釜，泡沫镍负载Co3O4纳米线投入反应溶液，然后将高压釜密封并保持在105℃反应5h，将所得到的产品取出，先后用去离子水和乙醇冲洗4次，然后在320℃空气中退火2.5h，冷却即得；各原料均为重量份。实施例3一种Co3O4@MnCo2O4纳米材料的制备方法，包括如下步骤：泡沫镍采用超声波在HCl溶液中超声25min，去除表面的氧化层，然后用乙醇和去离子水清洗；将20份Co(NO3)2·6H2O、30份NH4F和20份尿素溶于85份去离子水中，在恒温磁力搅拌下搅拌得到均相溶液，转移到聚四氟乙烯内衬不锈钢反应釜，将已经处理的泡沫镍浸入反应釜中，在95℃电烘箱中保持11h，冷却至室温，将泡沫镍产品取出，用去离子水超声处理6min，在340℃空气中退火3.5h，得到Co3O4；将20份MnCl2·4H2O，10份尿素和25份Co(NO3)2·6H2O溶解在70份去离子水中，转移到聚四氟乙烯衬里不锈钢高压釜，泡沫镍负载Co3O4纳米线投入反应溶液，然后将高压釜密封并保持在115℃反应本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种Co3O4@MnCo2O4纳米材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：泡沫镍采用超声波在HCl溶液中超声15‑25min，去除表面的氧化层，然后用乙醇和去离子水清洗；将10‑20份Co(NO3)2·6H2O、20‑30份NH4F和10‑20份尿素溶于75‑85份去离子水中，在恒温磁力搅拌下搅拌得到均相溶液，转移到聚四氟乙烯内衬不锈钢反应釜，将已经处理的泡沫镍浸入反应釜中，在85‑95℃电烘箱中保持9‑11h，冷却至室温，将泡沫镍产品取出，用去离子水超声处理4‑6min，在320‑340℃空气中退火2.5‑3.5h，得到Co3O4；将10‑20份MnCl2·4H2O，5‑10份尿素和15‑25份Co(NO3)2·6H2O溶解在60‑70份去离子水中，转移到聚四氟乙烯衬里不锈钢高压釜，泡沫镍负载Co3O4纳米线投入反应溶液，然后将高压釜密封并保持在105‑115℃反应5‑7h，将所得到的产品取出，先后用去离子水和乙醇冲洗4‑6次，然后在320‑340℃空气中退火2.5‑3.5h，冷却即得；各原料均为重量份。
【技术特征摘要】
1.一种Co3O4@MnCo2O4纳米材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：泡沫镍采用超声波在HCl溶液中超声15-25min，去除表面的氧化层，然后用乙醇和去离子水清洗；将10-20份Co(NO3)2·6H2O、20-30份NH4F和10-20份尿素溶于75-85份去离子水中，在恒温磁力搅拌下搅拌得到均相溶液，转移到聚四氟乙烯内衬不锈钢反应釜，将已经处理的泡沫镍浸入反应釜中，在85-95℃电烘箱中保持9-11h，冷却至室温，将泡沫镍产品取出，用去离子水超声处理4-6min，在320-340℃空气中退火2.5-3.5h，得到Co3O4；将10-20份MnCl2·4H2O，5-10份尿素和15-25份Co(NO3)2·6H2O溶解在60-70份去离子水中...
【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：启东祥瑞建设有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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