【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源材料领域，具体涉及一种nico2o4-ti3c2 mxene/go气凝胶及其制备方法和应用。
技术介绍
1、二维ti3c2tx材料不仅具有二维纳米材料的导电性能，同时还具备与石墨烯相类似的优异性能。mxene材料近年在超级电容器储能应用研究领域有较大的潜在应用，mxene的氧化还原位点丰富，具有较高的电容。以mxene为例，ti的氧化态由于含氧端基的水合作用而不断变化，电位的变化为变价过渡金属提供了电荷转移能力。ti3c2mxene为制造新型结构的电化学储能材料提供了新的途径。
2、石墨烯气凝胶作为一种具备高比表面积、高电导率、多孔结构的新型3d材料在能源和环境领域发挥出巨大作用。氧化石墨烯由于具有较多的活性官能团，能够彼此之间互相结合，从而形成气凝胶结构。而由于氧化石墨烯气凝胶结构所具有的多孔，高导电特性，使得人们开始研究其在实际应用中的作用。nico2o4电极材料具有稳定的尖晶石结构，在电极充放电过程中具有良好的循环性能，引起人们的注意。但是现有技术中超级电容器电极材料普遍存在能量密度低、库伦效率低的问题。
技术实现思路
1、针对上述现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种nico2o4-ti3c2mxene/go气凝胶及其制备方法和应用，本专利技术采用水热法在ti3c2 mxene上制备nico2o4材料的前驱体，再在高温下焙烧，使前驱体转化为nico2o4纳米材料，同时形成了nico2o4-ti3c2 mxene纳米复合材料，然后再将nic
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种nico2o4-ti3c2 mxene/go气凝胶的制备方法，包括以下步骤：
4、将可溶性镍盐、可溶性钴盐、尿素和nh4f与水反应，得到第一混合溶液；
5、将ti3c2 mxene粉末加入到所述第一混合溶液中，得到分散有ti3c2 mxene的反应液，将所述反应液进行水热反应，经后处理得到nico2o4-ti3c2 mxene复合材料前驱体。
6、对所述nico2o4-ti3c2 mxene纳米复合材料前驱体进行热处理，得到nico2o4-ti3c2mxene纳米复合材料。
7、将nico2o4-ti3c2mxene纳米复合材料与氧化石墨烯浑浊液混合，得到第二混合溶液，将第二混合溶液进行水热反应，冷却后得到水凝胶，将所述水凝胶进行冷冻干燥，得到nico2o4-ti3c2 mxene/go气凝胶。
8、在本专利技术优选的实施方式中，所述可溶性镍盐为ni(no3)2·6h2o，可溶性钴盐为ni(no3)2·6h2o，可溶性镍盐、可溶性钴盐、尿素和nh4f的质量比为0.58:1.164:0.6:0.8，所述可溶性镍盐的质量与水的体积比为0.58g：30ml。
9、在本专利技术优选的实施方式中，所述ti3c2 mxene粉末的质量与第一混合溶液的体积比为0.08g：30ml。
10、在本专利技术优选的实施方式中，所述反应液和第二混合液水热反应的温度为120～180℃，水热反应时间为2～8h。
11、在本专利技术优选的实施方式中，所述热处理温度为300℃，热处理时间为2～4h。
12、在本专利技术优选的实施方式中，所述冷冻干燥温度为-50℃～-45℃，冷冻干燥时间为12～36h。
13、在本专利技术优选的实施方式中，所述nico2o4-ti3c2mxene纳米复合材料的质量与氧化石墨烯浑浊液的体积比为50mg：15ml，氧化石墨烯混浊液的质量浓度为10mg/ml。
14、在本专利技术优选的实施方式中，所述后处理操作为：将水热反应后的产物进行冷却，离心，洗涤后得到沉淀物，之后将沉淀物进行真空干燥。
15、本专利技术的另一个目的是提供一种上述任一项所述的制备方法制得的nico2o4-ti3c2 mxene/go气凝胶。
16、本专利技术的第三个目的是提供一种上述所述的nico2o4-ti3c2 mxene/go气凝胶在超级电容器电极材料中的应用，应用方法为：将所述nico2o4-ti3c2mxene/go气凝胶材料用压片机压到泡沫镍上，形成nico2o4-ti3c2 mxene/go气凝胶复合电极。
17、与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果是：
18、1、本专利技术采用水热法在ti3c2 mxene上制备nico2o4材料的前驱体，再在高温下焙烧，使前驱体转化为nico2o4纳米材料，同时形成了nico2o4-ti3c2mxene纳米复合材料，然后再将nico2o4-ti3c2 mxene与石墨烯复合制备成水凝胶，最后将水凝胶冷冻干燥，制备成nico2o4-ti3c2 mxene/go气凝胶材料，通过优化nico2o4材料的前驱体的生长工艺参数，可以有效地控制nico2o4-ti3c2mxene/go气凝胶材料的结构和界面，提高其电化学储能性能。
19、2、本专利技术首先采用hf刻蚀ti3alc2的方法获得层状ti3c2 mxene材料，然后，使用搅拌溶解ni(no3)2·6h2o、co(no3)2·6h2o、尿素、nh4f的方法制备反应液，通过水热反应在ti3c2 mxene上生长纳米复合材料的前驱体，再高温焙烧，使前驱体转变成nico2o4-ti3c2mxene纳米复合材料，之后将nico2o4-ti3c2mxene与氧化石墨烯复合制备成nico2o4-ti3c2mxene/go气凝胶材料，并将其用作超级电容器的电极材料，评价其电化学储能性能，在构筑nico2o4-ti3c2mxene/go气凝胶时，通过优化工艺参数，调控其结构和界面，从而获得高性能电化学储能气凝胶材料，将nico2o4-ti3c2 mxene/go气凝胶作为超级电容器的电极材料，在三电极体系和双电极体系中系统测试纳米复合材料电化学性能有利于拓展其在新型储能器件领域的应用。
20、3、本专利技术选用的ti3c2 mxene和go都是一种理想的纳米材料载体，拥有巨大的比表面积和优异的电学性能，为构筑新型纳米复合材料提供了理想的载体，其拥有比表面积大、导电性好和易于构筑多功能纳米结构等优点。nico2o4是一种典型的尖晶石结构氧化物，32个氧离子紧密堆积成四面体结构和八面体结构，ni为+2价，占据氧四面体空隙，而co为+3价，占据氧八面体空隙，能够为电化学储能反应提供丰富的活性位点，将nico2o4与ti3c2mxene复合，构筑成纳米复合材料，然后再与go制备成气凝胶，能够充分利用三者的优点和气凝胶的结构优点，使其在电化学储能反应过程中协同提高纳米复合材料电化学储本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种NiCo2O4-Ti3C2 MXene/GO气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的NiCo2O4-Ti3C2 MXene/GO气凝胶的制备方法，其特征在于，所述可溶性镍盐为Ni(NO3)2·6H2O，可溶性钴盐为Ni(NO3)2·6H2O，可溶性镍盐、可溶性钴盐、尿素和NH4F的质量比为0.58:1.164:0.6:0.8，所述可溶性镍盐的质量与水的体积比为0.58g：30mL。
3.根据权利要求1所述的NiCo2O4-Ti3C2 MXene/GO气凝胶的制备方法，其特征在于，所述Ti3C2 MXene粉末的质量与第一混合溶液的体积比为0.08g：30mL。
4.根据权利要求1所述的NiCo2O4-Ti3C2 MXene/GO气凝胶的制备方法，其特征在于，所述反应液和第二混合溶液进行水热反应的温度均为120～180℃，水热反应时间均为2～8h。
5.根据权利要求1所述的NiCo2O4-Ti3C2 MXene/GO气凝胶的制备方法，其特征在于，所述热处理温度为300℃，热处理时间为2～4h。p>
6.根据权利要求1所述的NiCo2O4-Ti3C2 MXene/GO气凝胶的制备方法，其特征在于，所述冷冻干燥温度为-50℃～-45℃，冷冻干燥时间为12～36h。
7.根据权利要求1所述的NiCo2O4-Ti3C2 MXene/GO气凝胶的制备方法，其特征在于，所述NiCo2O4-Ti3C2MXene纳米复合材料的质量与氧化石墨烯浑浊液的体积比为50mg：15mL，氧化石墨烯混浊液的质量浓度为10mg/mL。
8.根据权利要求1所述的NiCo2O4-Ti3C2 MXene/GO气凝胶的制备方法，其特征在于，所述后处理操作为：将水热反应后的产物进行冷却，离心，洗涤后得到沉淀物，之后将沉淀物进行真空干燥。
9.一种权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的NiCo2O4-Ti3C2MXene/GO气凝胶。
10.一种权利要求9所述的NiCo2O4-Ti3C2 MXene/GO气凝胶在超级电容器电极材料中的应用，其特征在于，应用方法为：将所述NiCo2O4-Ti3C2 MXene/GO气凝胶材料压到泡沫镍上，形成NiCo2O4-Ti3C2 MXene/GO气凝胶复合电极。
...【技术特征摘要】
1.一种nico2o4-ti3c2 mxene/go气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的nico2o4-ti3c2 mxene/go气凝胶的制备方法，其特征在于，所述可溶性镍盐为ni(no3)2·6h2o，可溶性钴盐为ni(no3)2·6h2o，可溶性镍盐、可溶性钴盐、尿素和nh4f的质量比为0.58:1.164:0.6:0.8，所述可溶性镍盐的质量与水的体积比为0.58g：30ml。
3.根据权利要求1所述的nico2o4-ti3c2 mxene/go气凝胶的制备方法，其特征在于，所述ti3c2 mxene粉末的质量与第一混合溶液的体积比为0.08g：30ml。
4.根据权利要求1所述的nico2o4-ti3c2 mxene/go气凝胶的制备方法，其特征在于，所述反应液和第二混合溶液进行水热反应的温度均为120～180℃，水热反应时间均为2～8h。
5.根据权利要求1所述的nico2o4-ti3c2 mxene/go气凝胶的制备方法，其特征在于，所述热处理温度为300℃，热处理时间为2～4h。
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：范金成，江佳豪，黄婷，谭子聪，刘海欧，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：
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