[发明专利]一种泡沫镍/钼酸镍/钴酸锌复合薄膜的制备方法

说明书

一种泡沫镍/钼酸镍/钴酸锌复合薄膜的制备方法，本发明涉及一种简易无环境污染的方法来制备泡沫镍/钼酸镍/钴酸锌复合薄膜，它为了解决现有二元过渡金属氧化物与其他材料的复合工艺复杂、稳定性较差的问题。制备方法：一、将钼酸钠粉末、硝酸镍粉末、硝酸钴粉末、硝酸锌粉末、氟化铵粉末和尿素粉末超声分散在蒸馏水中，得到混合溶液；二、清洗泡沫镍基底；三、泡沫镍基底放入混合溶液中进行磁力搅拌，在30～180℃下进行加热反应，热处理后得到泡沫镍/钼酸镍/钴酸锌复合薄膜。本发明的制备方法简单无环境污染，薄膜在经过超声处理后不易脱落，纳米阵列在薄膜表面分布均匀，稳定性能优良，该复合薄膜作为电极材料性能优异。

技术领域

本发明涉及一种简易无环境污染的方法来制备泡沫镍/钼酸镍/钴酸锌复合薄膜。

背景技术

材料的选择和结构的设计对于性能有着重要的影响。特定组成结构的功能纳米材料在生物、能源、电子等领域具有广泛的应用，选择理想材料、控制其组成与结构、研究其形成机制一直是材料与化学领域重要的研究方向。过渡金属氧化物因其较高的理论容量和良好的电化学活性,将其作为电极材料在能源领域具有广泛的应用。其中以MnO₂、NiO、Co₃O₄和RuO等为典型代表。过渡金属氧化物电导率较低,导致其实际比容量不高；充放电过程中反复的体积缩胀变化使其结构稳定性较差,引发循环性能和倍率性能不佳。为此,许多研究者将目光投向了二元过渡金属氧化物。相比于单金属氧化物,二元过渡金属氧化物的禁带宽度更小,电子导电率更高,同时,其理论容量也更大,制备锂电池和超电容性能都有明显提高,但是提高程度较为有限,与其他电极材料相比,二元过渡金属氧化物仍然存在电导率较低的不足。将二元过渡金属氧化物与其他材料(金属氧化物、碳材料和导电聚合物等)进行复合处理可有效改善电极材料的电导率,加速离子和电子的传输,改善电极材料的电化学性能,是一种有效的电极材料改性手段。

其中，二元金属氧化物钼酸钴是一种重要的化合物，作为功能材料具有特殊的用途。与块体或微米级别的材料比较，纳米级该材料活性明显提高。并且在我国钼资源也较为丰富，对于该元素的研究和开发与其他元素进行结合制备复合电极材料也较为有意义。

然而，制备性能优异的钼酸钴薄膜，相关报道较少，并且该材料导电性相对较差，通过与导电性好，容量高，性能优异的钴酸锌复合作为薄膜，结合材料之间的协同效应，性能更优异。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有二元过渡金属氧化物与其他材料的复合工艺复杂、稳定性较差的问题，而提供一种泡沫镍/钼酸镍/钴酸锌复合薄膜的制备方法。

本发明泡沫镍/钼酸镍/钴酸锌复合薄膜的制备方法按以下步骤实现：

一、按摩尔比为0.01～0.3：0.02～0.1：0.02～0.3：0.5～3：0.01～0.1：0.01～0.2将钼酸钠固体粉末、硝酸镍固体粉末、硝酸钴固体粉末、硝酸锌固体粉末、氟化铵固体粉末和尿素固体粉末加入到反应容器中，加入蒸馏水后超声分散均匀，得到混合溶液；

二、将泡沫镍基底置于硝酸中进行超声清洗，然后用无水乙醇和水反复冲洗，干燥后得到清洗干净的泡沫镍基底；

三、将清洗干净的泡沫镍基底放入步骤一中的混合溶液中进行磁力搅拌，然后转移到恒温水浴锅中控制反应温度为30～180℃进行加热搅拌反应，反应结束后冲洗复合薄膜，冲洗后进行干燥，干燥的复合薄膜在300～800℃下进行热处理，得到泡沫镍/钼酸镍/钴酸锌复合薄膜。