[发明专利]一种类水滑石材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种类水滑石材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将金属盐和偏铝酸盐分别溶于水中，得到金属盐溶液和铝酸盐溶液；(2)在一定温度和惰性气体保护下，将步骤(1)的金属盐溶液和铝酸盐溶液混合反应，并在反应过程中保持pH值在7以上；(3)将步骤(2)反应后的混合体系分离洗涤后得到固体物干燥后即得到所述的类水滑石材料。本发明的制备方法比传统的共沉淀法简单、环保，副产物少且制得的类水滑石材料电容值较高。

技术领域

本发明属于无机纳米材料领域，具体涉及一种镍铝类水滑石材料和钴铝类水滑石材料的制备方法。

背景技术

随着社会经济的的发展，迫切需要储能更高的电容器。超级电容器(SCs)相比于传统的电容器具有这些优点，目前已经成为重要的储能器件。水滑石又称层状双金属氢氧化物(Layered Double Hydroxide,LDH)，其材料的层间离子类型和层间距可以通过一定条件改变，其氧化还原活性高，比较适合作为超级电容器的电极材料。

目前类水滑石材料的制备方法为共沉淀法，但该方法存在以下问题。1、工业上生产1吨的类水滑石就会消耗100吨左右的水，耗水量较大。2、反应时间较长，使用的反应物的量较多，制备方法复杂，副产物较多。3、得到的类水滑石材料的电容值仍然较低。

为了解决上述问题，提出本发明。

发明内容

本发明公开了一种类水滑石材料新型制备方法，即双水解法，相比于现有类水滑石材料的共沉淀制备方法，所制得的类水滑石材料电容值有较大提高，且制备方法简单、环保，副产物少。本发明的技术方案如下：

本发明第一方面公开了一种类水滑石材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将金属盐和偏铝酸盐分别溶于水中，得到金属盐溶液和铝酸盐溶液；

(2)在一定温度和惰性气体保护下，将步骤(1)的金属盐溶液和铝酸盐溶液混合反应，并在反应过程中保持pH值在7以上；

(3)将步骤(2)反应后的混合体系分离洗涤后得到固体物干燥后即得到所述的类水滑石材料。

优选地，所述金属盐为钴盐或镍盐，所述钴盐为硝酸钴，所述镍盐为硝酸镍，所述铝酸盐为偏铝酸钠。由此使得金属阳离子和一部分铝酸根离子各自发生水解，形成复合金属氢氧化物，并且有部分铝酸根离子插层到该水滑石的层间，干燥后即得到所述铝酸根插层的类水滑石材料。

优选地，步骤(2)所述温度为70-100℃；所述惰性气体为氮气；所述pH值在8-11之间。

步骤(3)所述干燥为普通干燥即可，一般真空冷冻干燥效果较好。

本发明第二方面公开了所述的的制备方法制得的类水滑石材料用于增加电容器电容的用途。

本发明的有益效果：

1、本发明的制备方法制得类水滑石材料与普通共沉淀法制得的类水滑石材料相比电容值较高，可以满足储能更高的电容器要求。本发明的制备方法为双水解法，本方法可能通过替换类水滑石插层中的离子，增大了类水滑石层的间距，使更多的电解液离子进入插层中，与电极材料充分接触，从而提高了电容值。类水滑石材料的循环伏安曲线所围成的面积代表了所使用电极材料的电容值。从本发明的双水解法制备的类水滑石材料与传统的共沉淀法制备的类水滑石材料的循环伏安曲线比较可以看出(如图3-图4所示)，本发明双水解法制得的类水滑石材料的电容值明显高于传统的共沉淀法制备的类水滑石材料的电容值，高出达到30％左右。