[发明专利]一种N/Co

说明书

本发明公开了一种N/Co₃O₄多孔复合材料的制备方法。本发明的方法具体步骤如下：(1)首先将钴源与含氮聚合物按比例分散于乙醇中，然后进行溶剂热反应；(2)溶剂热反应结束后，将得到的产物干燥，并在空气中进行热处理；(3)将热处理后样品洗涤、干燥，得到N/Co₃O₄多孔复合材料。本发明反应条件温和、制备方法简单。制备得到的N/Co₃O₄多孔复合材料具有优异的孔道结构和高的比表面积，可以广泛应用于催化、锂离子电池、超级电容器领域。

技术领域

本发明属于无机纳米材料和复合材料技术领域，具体的说，涉及一种N/Co₃O₄多孔复合材料的制备方法。

背景技术

近些年来，人们越来越关注锂离子电池、超级电容器等新型的储能器件，由于其性能在很多方面比传统电池要好，例如大的功率密度、长循环寿命、不污染环境等，因此开展关于超级电容器的理论研究和应用方面的工作具有重要的意义。

活性碳等价格便宜但电极内阻较大，Ru等贵重金属氧化物电极材料比电容量非常高，性能优越，但价格昂贵，并且贵金属易对环境造成污染，令其使用受到了限制；导电聚合物电容器也具有较高的功率密度，但由于其聚合物一般材料的本体较大，因此其比电容相对较低。所以近年来寻找新的价格便宜且比电容大的电极材料是研究的热点。

过渡金属氧化物(如Fe₃O₄、Co₃O₄和NiO等)具有较高的理论比容量，是石墨的两倍多。在众多过渡金属氧化物中，Co₃O₄因其高的理论比容量(890mAh g^-1)、成本低并且资源丰宫等优点，吸引了研究者们的广泛研究兴趣。然而Co₃O₄导电性较差，且在充放电过程中随着裡离子的嵌入与脱出，不可避免的伴随着体积变化，使得电极材料发生粉化、开裂，导致电极材料的循环性能差，容量衰减大。为了改善其性能，目前常用的方法是对 Co₃O₄形貌进行调控或与碳基材料进行复合。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种N/Co₃O₄多孔复合材料的制备方法。本发明制备方法简单，得到的N/Co₃O₄多孔复合材料用作电极材料，具有良好的电化学性能。

本发明的技术方案具体介绍如下。

本发明提供一种N/Co₃O₄多孔复合材料的制备方法，具体步骤如下：

(1)首先将钴源与含氮聚合物按比例分散于乙醇中，然后进行溶剂热反应；

(2)溶剂热反应结束后，将得到的产物干燥，并在空气中进行热处理；

(3)将热处理后样品洗涤、干燥，得到N/Co₃O₄多孔复合材料。

本发明中，步骤(1)中，钴源为乙酸钴，含氮聚合物为聚四乙烯基吡啶。

本发明中，步骤(1)中，钴源与含氮聚合物的质量比为1：1-1：4。

本发明中，步骤(1)中，溶剂热反应温度为145-165℃，溶剂热反应时间为4-8h。

本发明中，步骤(2)中，热处理温度为350-450℃，热处理时间为1-3h。

本发明中，步骤(3)中，采用真空干燥方式进行干燥，温度为55-65℃。步骤(3) 中，用水洗涤，洗涤的目的在于除去金属无机盐级杂质。