[发明专利]一种CeO2/Ni/NiO多孔复合纳米微球的制备方法

说明书

本发明公开了一种CeO₂/Ni/NiO多孔复合纳米微球的制备方法，包括下述两个步骤：首先将乙酸镍、硝酸铈铵、六次甲基四胺三种水溶液依次混合，再加入一定量的乙二醇，得到混合溶液，将该混合溶液进行喷雾干燥，得到固体粉末；再所得固体粉末放入马弗炉中，以一定的升温速度升到设定温度，保温一段时间,得到CeO₂/Ni/NiO多孔复合纳米微球。本发明方法所制备的CeO₂/Ni/NiO纳米微球是由更加细小的纳米颗粒自组装而成的多孔结构复合纳米微球，所述制备工艺相对简单，所制备的粉体纳米微球大小均匀，分散性好，用于超级电容器的电极材料，能显著改善充放电性能。

技术领域

本发明属无机功能材料领域，涉及一种CeO₂/Ni/NiO多孔复合纳米微球的制备方法，具体地说，是涉及一种CeO₂/Ni/NiO多孔纳米复合微球超级电容器电极材料的制备方法。

背景技术

超级电容器是一种能够快速充放电、循环寿命长且功率密度高的新型储能装置。由于其优越的性能受到越来越多人的关注，而超级电容器中电极材料对超级电容器的性能起到决定性作用，成为超级电容器中研究的重点。

氧化镍由于其资源广泛、价格低廉、对环境无污染、电化学性能优越等特点受到越来越多人的关注，在超级电容器领域已被广泛应用于电极材料。目前为止，人们在制备氧化镍电极材料方面做出了许多研究，但在研究过程中仍有不足之处，虽然氧化镍的理论比电容量很大，但由于导电性能差而很难达到理论比电容量。人们在研究中发现，将不同种类的金属或金属氧化物复合，不仅可以弥补单一材料的缺点，同时还可以实现材料性能的优势互补，将大大提高电容器的性能。例如，N.Padmanathan&S.Selladurai等公开了一种溶胶-凝胶法制备 NiO-CeO₂复合材料作为电极材料的方法，在1A/g的电流密度下得到的比电容为305Fg^-1(Ionics 2014,20:409–420)。Wang等公开了一种水热法制备NiO-Co₃O₄复合微球作为电极材料的方法，在1A/g的电流密度下得到的比电容为801Fg^-1(Chemical PhysicsLetters 2017,667: 260–266)。Chen等公开了一种化学浴沉积法和磁控溅射法相结合的方法，用于制备Ni/NiO 复合材料(Materials Research Bulletin 2016,76:113–117。中国发明专利CN2015102076993公开了一种通过两步水热反应法，制备超级电容器NiO@MnO₂纳米片电极材料的方法。中国发明专利CN201510095023X公开了一种水热法制备多孔NiO/CeO₂杂化纳米片阵列的方法。

但将多组分混合沉淀制备复合纳米材料，有别于单一纳米粉体的制备，存在形貌难控制，易团聚和难分散等问题，限制了超级电容器的发展，使得复合电极材料的优越电化学性能不能充分发挥出来。

基于上述原因，发展一种工艺相对简单、反应条件较温和，能够实现连续化生产，并能制备出具有良好分散性和电化学性能的CeO₂/Ni/NiO多孔复合纳米微球电极材料，则是本发明所要解决的主要问题。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种由纳米颗粒组装而成的CeO₂/Ni/NiO多孔复合纳米微球的制备方法。所述制备工艺相对简单，所制备的复合材料具有球形多孔结构，分散性好，有利于电化学过程中电子和电解质离子的传输，从而有利于电化学储能反应的发生，可以有效地改善电极材料的电化学性能。CeO₂、NiO具有很好的电化学氧化还原性，复合的金属Ni可以提高复合材料的导电性，将其三者复合，可以赋予所制备的多孔电极材料更高的比电容和良好的循环稳定性。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：