中空球形锌-镍-铜三元氧化物复合电极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种中空球形结构锌

【技术实现步骤摘要】
中空球形锌
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镍
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铜三元氧化物复合电极材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种中空球形结构锌
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镍
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铜三元氧化物复合电极材料及其制备方法，属于功能材料制备


技术介绍

[0002]超级电容器作为电化学储能器件之一，集成了快速充放电、高功率密度、低成本和出色的循环稳定性等优点，是极具应用前景的储能器件。超级电容器发展的关键是探索合适的电极材料。近年来，功能化纳米结构材料备受关注，成为提升超级电容器储能性能的有效策略。因此，设计、构筑具有功能化纳米结构的电极材料具有重要研究意义。
[0003]中空结构具有高比表面积、多孔结构、高效的电子传递速率、良好的机械稳定性、以及高电导率等优点，在电化学储能领域具有很好的应用前景，被认为是最有前途的功能材料之一。多元金属氧化物可以产生多个电化学位点，各氧化物之间会产生协同作用，进一步提升材料的电化学储能特性。因此，设计、构筑中空结构的多元金属氧化物具有重要研究意义。目前，中空结构的单金属氧化物如氧化锌、氧化镍和氧化铜电极材料多有报道，但中空结构的锌
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镍
‑
铜三元氧化物复合电极材料却鲜有报道。因此，研发一种工艺操作简单、产率高、重现行好的中空结构的锌
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镍
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铜三元氧化物复合电极材料具有重要意义。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术目的在于提供一种工艺操作简单、生产成本低的中空球形结构锌
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镍
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铜三元氧化物复合电极材料的制备方法；另一目的在于提供电化学能量存储性能好的中空球形结构锌
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镍
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铜三元氧化物复合电极材料。
[0005]为实现本专利技术目的，在本专利技术技术方案中，将锌盐、镍盐和铜盐加入到异丙醇和多羟基醇的混合溶剂中，搅拌溶解混匀后，将溶液转移至反应釜中，经过溶剂热反应，得到中空球形锌
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镍
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铜甘油酸盐化合物，将其经过高温煅烧，即可制备出中空球形锌
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镍
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铜三元氧化物复合电极材料。
[0006]具体步骤如下：
[0007]1)中空球形锌
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镍
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铜甘油酸盐化合物的制备：将锌盐、镍盐和铜盐加入到异丙醇和多羟基醇的混合溶剂中，搅拌溶解混匀后，配制成反应溶液；将反应溶液转移至反应釜中，加热反应(180～220℃)，反应完毕后，自然冷却至室温；产物离心分离，洗涤，干燥后，得到中空球形锌
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镍
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铜甘油酸盐化合物。反应溶液中锌盐的浓度为0.00125～0.003125mol
·
L
‑1，镍盐的浓度为0.0021～0.0052mol
·
L
‑1，铜盐的浓度为0.00125～0.003125mol
·
L
‑1，锌盐、镍盐、铜盐之间的摩尔比为1：1.67～4.2：1～2.5，异丙醇和多羟基醇的体积比为5～1：1。
[0008]2)中空球形锌
‑
镍
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铜三元氧化物的制备：将步骤(1)制备好的中空球形锌
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镍
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铜甘油酸盐化合物在空气氛围下经过高温煅烧(400～600℃)，即可获得中空球形锌
‑
镍
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铜三元氧化物。
[0009]本专利技术方法中，所述的锌盐优选六水硝酸锌，所述的镍盐优选六水硝酸镍，所述的铜盐优选三水硝酸铜，所述的多羟基醇优选丙三醇或乙二醇。
[0010]本专利技术优点和创新点如下：
[0011]1、通过简单的溶剂热法，合成了中空球形锌
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镍
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铜甘油酸盐化合物，该化合物经过高温煅烧衍生出中空球形锌
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镍
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铜三元氧化物。
[0012]2、中空球形锌
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镍
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铜三元氧化物应用在超级电容器器件中，电流密度是2.0、4.0、6.0、10和20A g
‑1时，其电容量为1777.8、1672.9、1595.4、1558.6和1472.4F g
‑1，在20A g
‑1下经过10000次充放电循环后，其电容量仍可达到1321F g
‑1。表明中空球形锌
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镍
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铜三元氧化物复合电极材料在超级电容器器件中具有很好的应用前景。
附图说明
[0013]图1为本专利技术实施例1所得中空球形锌
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镍
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铜三元氧化物的合成示意图。
[0014]图2为本专利技术实施例1所得中空球形锌
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镍
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铜甘油酸盐化合物的扫描电镜照片(a,b)和透射电镜照片(c,d)。
[0016]图3为本专利技术实施例1所得中空球形锌
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镍
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铜三元氧化物的X
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射线粉末衍射图谱。
[0017]图4为本专利技术实施例1所得中空球形锌
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镍
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铜三元氧化物的扫描电镜照片(a,b)和透射电镜照片(c,d)，中空球形锌
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镍
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铜三元氧化物的高分辨透射电镜照片(e)，(f)中空球形锌
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镍
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铜三元氧化物的电子衍射图片，中空球形锌
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镍
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铜三元氧化物的暗场扫描透射电镜照片(g)及Ni、Zn和Cu元素的成份成像图，Ni、Zn和Cu三种元素的成份重叠成像图。
[0018]图5为本专利技术实施例1所得中空球形锌
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镍
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铜三元氧化物的氮气吸附
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脱附曲线图。
[0019]图6为本专利技术实施例1所得中空球形锌
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镍
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铜三元氧化物的电化学性能：(a)不同扫速下的循环伏安曲线，(b)不同电流密度下的充放电曲线，(c)不同电流密度下所对应的电容量，(d)在20A g
‑1下循环充放电10000次后的稳定性曲线。
具体实施方式
[0020]为对本专利技术进行更好地说明，结合附图1中空球形锌
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镍
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铜三元氧化物的合成示意图，举实施例如下，如下实施例是对本专利技术的进一步说明，而不限制本专利技术的范围。
[0021]实施例1
[0022]①
将0.06mmol六水硝酸锌、0.25mmol六水硝酸镍和0.125mmol三水硝酸铜加入到8.0mL丙三醇和40mL异丙醇的混合溶剂中，搅拌溶解混匀后，上述反应液转移至反应釜中，在180℃条件下溶剂热反应6.0h，反应完毕后，自然冷却至室温，产物离心分离，用无水乙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.锌
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镍
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铜三元氧化物复合电极材料，其特征在于，其为中空球形结构，通过以下步骤制备而成： 1）中空球形锌
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镍
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铜甘油酸盐化合物的制备：锌盐、镍盐和铜盐加入到异丙醇和多羟基醇的混合溶剂中，搅拌溶解混匀，配制成反应溶液；将反应溶液转移至反应釜中，加热反应，反应完毕后，自然冷却至室温；产物离心分离，洗涤，干燥后，得到中空球形锌
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镍
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铜甘油酸盐化合物； 2）中空球形锌
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镍
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铜三元氧化物的制备：将步骤1）制备的中空球形锌
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镍
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铜甘油酸盐化合物，在空气氛围下经过煅烧，获得中空球形锌<...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏成振，程承，杜卫民，杜记民，刘林，李晨曦，
申请(专利权)人：安阳师范学院，
类型：发明
国别省市：