一种以棉花碳纤维为基底原位生长钴镍氢氧化物的方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种以棉花碳纤维为基底原位生长钴镍氢氧化物的方法及应用。首先，将脱脂棉在氮气气氛下进行高温热处理，即得棉花基碳纤维材料，然后用乙醇将碳纤维润湿以备用。之后，将氯化镍、氯化钴和六次甲基四胺依次加入到蒸馏水中并搅拌溶解，待完全溶解后，加入经乙醇润湿的碳纤维并置于95

In-situ growth of cobalt-nickel hydroxide on cotton carbon fibers and its application

The invention discloses a method for in-situ growth of cobalt nickel hydroxide on cotton carbon fibers and its application. Firstly, cotton-based carbon fibers were obtained by heat treatment of degreased cotton in nitrogen atmosphere. Then, the carbon fibers were wetted with ethanol for reserve. After that, nickel chloride, cobalt chloride and hexamethylenetetramine were added to distilled water in turn and stirred to dissolve. After complete dissolution, carbon fibers wetted by ethanol were added and placed in 95.

【技术实现步骤摘要】
一种以棉花碳纤维为基底原位生长钴镍氢氧化物的方法及应用
本专利技术属于复合电极材料制备
，特别涉及一种以棉花碳纤维为基底原位生长钴镍氢氧化物的方法及其应用。
技术介绍
随着社会发展速度的加快，人类社会逐渐向现代化、自动化发展，这些使得能源紧缺与能源利用等问题变得迫在眉睫。作为获取能源的主要方式，化石资源已难以满足人类对能源的需求，而且化石资源的使用还会带来严重的环境污染及人体健康问题。因此，需要寻找清洁高效的能源来满足人们对能源的需求。作为一种新型的绿色储能设备，超级电容器由于其快速充放电、使用寿命长、超大电容等突出优点受到了人们的广泛关注。作为超级电容器的重要组成部分，电极材料是影响超级电容器电化学性能的主要因素。与传统的碳材料相比，金属氢氧化物电极材料具有较高的能量密度和循环稳定性，但这类材料导电性能差，且在制备过程中容易发生聚集。为解决此问题，本专利技术将金属氢氧化物原位生长在碳材料上，以提高电极材料的电容性能和循环稳定性能。本专利技术采用棉花碳纤维为基底原位生长钴镍氢氧化物，制备步骤简单，棉花来源广泛、成本低廉，并且以棉花碳纤维为基底原位生长的钴镍氢氧化物在作为超级电容器电极材料时电化学性能优异。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种以棉花碳纤维为基底原位生长钴镍氢氧化物的方法及其作为超级电容器电极材料的应用。具体步骤为：（1）将市售脱脂棉置于管式炉中部，在氮气气氛下800oC焙烧3小时，然后在氮气气氛下自然冷却至室温，即得棉花基碳纤维材料。之后将所制备的碳纤维裁剪成长2cm×宽1cm长方形，用无水乙醇润湿以备用。（2）依次称取0.24g氯化镍、0.48g氯化钴和0.28g六次甲基四胺放入盛有80mL蒸馏水的烧杯中，搅拌直至固体完全溶解，然后转移部分溶液至10mL样品瓶。（3）将步骤（1）中经乙醇润湿的碳纤维放入盛好溶液的样品瓶中，并于95oC反应6小时，待反应结束后冷却至常温；取出负载有钴镍氢氧化物的碳纤维，用无水乙醇、蒸馏水各洗涤3-5次，最后于80oC干燥12小时，即得以棉花碳纤维为基底钴镍氢氧化物复合材料。（4）将步骤（3）所得复合材料用长6cm×宽1cm的长方形泡沫镍包裹起来，即得以棉花碳纤维为基底钴镍氢氧化物电极材料。本专利技术所制得的棉花碳纤维基钴镍氢氧化物复合材料能够作为超级电容器的电极材料进行应用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果主要体现在：1）本专利技术所述的碳纤维基钴镍氢氧化物复合材料，以来源广泛的生物质棉花作为基础材料，棉花的交织结构使其高温热处理后还能保持原来的整体结构。利用它作为生长钴镍氢氧化物的基底，能够提高电极材料的导电性及解决传统制备方法中钴镍氢氧化物的团聚问题。2）本专利技术制备方法简单，容易实现，且所制得的碳纤维基钴镍氢氧化物复合材料作为超级电容器的电极材料时性能优异。附图说明图1是本专利技术实施例制得的以棉花碳纤维为基底钴镍氢氧化物复合材料的比电容随电流密度的变化关系图。具体实施方式实施例：（1）将市售脱脂棉置于管式炉中部，在氮气气氛下800oC焙烧3小时，然后在氮气气氛下自然冷却至室温，即得棉花基碳纤维材料。之后将所制备的碳纤维裁剪成长2cm×宽1cm长方形，用无水乙醇润湿以备用。（2）依次称取0.24g氯化镍、0.48g氯化钴和0.28g六次甲基四胺放入盛有80mL蒸馏水的烧杯中，搅拌直至固体完全溶解，然后转移部分溶液至10mL样品瓶。（3）将步骤（1）中经乙醇润湿的碳纤维放入盛好溶液的样品瓶中，并于95oC反应6小时，待反应结束后冷却至常温。取出负载有钴镍氢氧化物的碳纤维，用无水乙醇、蒸馏水各洗涤3次，最后于80oC干燥12小时，即得以棉花碳纤维为基底钴镍氢氧化物复合材料。（4）将步骤（3）所得复合材料用长6cm×宽1cm的长方形泡沫镍包裹起来，即得以棉花碳纤维为基底钴镍氢氧化物电极材料。（5）将步骤（4）所得电极材料置于2.0mol/L的KOH电解液中，在上海辰华CHI660E电化学工作站上进行电化学性能测试。电化学测试结果表明，本专利技术所制备的棉花碳纤维基钴镍氢氧化物复合材料的电容性能优异，当电流密度为1A/g时，复合材料的比电容值达到1236F/g。棉花碳纤维基钴镍氢氧化物复合材料在不同电流密度下的比电容值见图1。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以棉花碳纤维为基底原位生长钴镍氢氧化物的方法，其特征在于具体步骤为：（1）将市售脱脂棉置于管式炉中部，在氮气气氛下800

【技术特征摘要】
1.一种以棉花碳纤维为基底原位生长钴镍氢氧化物的方法，其特征在于具体步骤为：（1）将市售脱脂棉置于管式炉中部，在氮气气氛下800oC焙烧3小时，然后在氮气气氛下自然冷却至室温，即得棉花基碳纤维材料；之后将所制备的碳纤维裁剪成长2cm×宽1cm长方形，用无水乙醇润湿以备用；（2）依次称取0.24g氯化镍、0.48g氯化钴和0.28g六次甲基四胺放入盛有80mL蒸馏水的烧杯中，搅拌直至固体完全溶解，然后转移部分溶液至10m...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏义郎，牛潇迪，冯艳艳，潘庆斌，徐锋，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：广西,45