基于双模板制备氧化镍纳米晶复合电极材料的方法技术

本发明专利技术提供的是基于双模板制备氧化镍纳米晶复合电极材料的方法，将1-3g葡萄糖溶于一定量的蒸馏水中，超声溶解后加入无水乙醇和多壁碳纳米管，超声10min，混合溶液置于50mL聚四氟内衬中，水热反应后自然冷却至室温。离心分离产物，蒸馏水洗涤后干燥，即得到双模板。将一定量的双模板溶于镍盐的乙醇溶液中，超声后离心分离，分别用蒸馏水和无水乙醇洗涤后干燥。将所得产物在空气气氛中焙烧即获得产物。本发明专利技术的技术特征是利用葡萄糖在纳米管表面碳化吸附Ni2+，制备单分散的NiO纳米晶，在整个材料的制备过程中葡萄糖碳化的双模板的制备是关键，氧化镍前躯体的生成不需要沉淀剂和表面活性剂，环境友善，电化学性能良好，有着较好的应用前景和实际应用价值。

【技术实现步骤摘要】
基于双模板制备氧化镍纳米晶复合电极材料的方法
本专利技术属于基于双模板制备氧化镍纳米晶复合电极材料的方法。
技术介绍
过渡金属氧化物纳米晶在电化学，催化，气敏性和能量转换方面具有广泛的应用，成为当今研究的热点。传统方法可以合成纳米尺寸范围的多孔单晶金属氧化物，Su等在表面活性剂辅助下制备了由纳米颗粒组装的分等级结构纳米晶，Cheah等采用熔滴蒸发的方法组装了金纳米晶，并分散于特定形貌的模板上。但是由于纳米晶体材料的高比表面能，容易造成颗粒团聚和不规则形貌等问题，大大限制了其在各领域的应用。对此，迫切需要开发一种单分散，形貌统一可控的金属氧化物纳米晶的制备方法。本专利技术提供了一种基于碳纳米管（MWCNTs）和葡萄糖碳化层为双模版制备过渡金属氧化物纳米晶的方法，解决了过渡金属氧化物难以同碳纳米管表面官能团相结合的难题，降低了晶体粒径尺寸，提高的晶体分散性，同时，碳纳米管具有良好电荷传导性，能大大提高电极的电容性能。该方法简易，节能，绿色环保，在整个复合材料的制备过程中无需添加任何表面活性剂和沉淀剂，这为过渡金属氧化物纳米晶的工业化生产和应用提供了可能。（Yang,P.D.;Zhao,D.Y.;Margolese,D.I.;Chmelka,B.F.;Stucky,G.D.Nature1998,396,152.Ba,J.H.;Polleux,J.;Antonietti,M.;Niederberger,M.Adv.Mater.2005,17,2509.Yang,X.Y.;Li,Y.;Tendeloo,G.V.;Xiao,F.S.;Su,B.L.Adv.Mater.2009,21,1368.Lou,X.W.;Archer,L.A.;Yang,Z.C.Adv.Mater.2008,20,3971.）。
技术实现思路
本专利技术的目的是制备单分散的过渡金属氧化物/碳电极复合材料。本专利技术的技术方案如下：将1-3g葡萄糖溶于10-20mL蒸馏水于锥形瓶中，超声溶解后加入4-7mL无水乙醇和30-40mg多壁碳纳米管，超声10min，混合溶液置于50mL聚四氟内衬中，170-210℃水热反应4-8h，反应后自然冷却至室温。离心分离产物，蒸馏水洗涤后干燥，即得到双模板。将40-80mg双模板溶于镍盐的乙醇溶液中，超声后离心分离，分别用蒸馏水和无水乙醇洗涤三次后，80℃干燥12h。将所得产物在300-600℃条件下焙烧即获得产物。附图说明：图1葡萄糖碳层包覆后的MWCNTs的TEM照片。图2MWCNTs@NiO纳米复合材料的TEM照片。具体实施方式：下面结合实施例对本专利技术的技术方案及效果作进一步描述。但是，所使用的具体方法、配方和说明并不是对本专利技术的限制。实施例1：将1.687g葡萄糖溶于11.2mL蒸馏水于锥形瓶中，超声溶解后加入5.6mL无水乙醇，和33.8mg多壁碳纳米管，超声10min，混合溶液置于50mL聚四氟内衬中，190℃水热反应6h，反应后自然冷却至室温。离心分离产物，蒸馏水水洗四次后，80℃干燥12h，即得到双模板。将60mg双模板溶于20mL0.2mol·L-1硝酸镍（Ni(NO)3·6H2O）乙醇溶液中，超声后离心分离，分别用蒸馏水和无水乙醇洗涤三次后，80℃干燥12h。将所得产物在300-600℃条件下焙烧即获得产物。实施例2：所加入的葡萄糖为1-3g，水热反应的温度和时间分别为170-210℃和4-8h，所得到的葡萄糖碳化模板层的厚度为10-40nm。实施例3：将实施例1中的硝酸镍换为其他溶于乙醇的镍盐，其添加量为0.002-0.006mol，其它实验条件同实施例1，也可获得单分散的NiO纳米晶/炭复合电极材料。实施例4：干燥后的粉体以5-10℃/min的升温速率加热至300-600℃，空气条件下焙烧3小时。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于双模板制备氧化镍纳米晶复合电极材料的方法其特征在于制备步骤如下：?将1?3g葡萄糖溶于10?20mL蒸馏水于锥形瓶中，超声溶解后加入一定量的无水乙醇和多壁碳纳米管，超声10min，混合溶液置于50mL聚四氟内衬中，170?210℃水热反应4?8h，反应后自然冷却至室温，离心分离产物，蒸馏水洗涤后干燥，即得到双模板，将40?80mg双模板溶于镍盐的乙醇溶液中，超声后离心分离，分别用蒸馏水和无水乙醇洗涤三次后，80℃干燥12h，将所得产物在300?600?℃条件下焙烧即获得产物。

【技术特征摘要】
1.基于双模板制备氧化镍纳米晶复合电极材料的方法，其特征在于制备步骤如下：将1-3g葡萄糖溶于10-20mL蒸馏水于锥形瓶中，超声溶解后加入一定量的无水乙醇和多壁碳纳米管，超声10min，混合溶液置于50mL聚四氟内衬中，170-210℃水热反应4-8h，反应后自然冷却至室温，离心分离产物，蒸馏水洗涤后干燥，即得到双模板，将40-80mg双模板溶于镍盐的乙醇溶液中，超声后离心分离，分别用蒸馏水和无水乙醇洗涤三次后，80℃干燥12h，将所得产物在300-600℃条件下焙烧即获得产物。2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐鹏程，韩丹丹，刘洋，
申请(专利权)人：吉林化工学院，
类型：发明
国别省市：