[发明专利]一种镍钴双金属氢氧化物纳米片上花及其制备方法

说明书

本发明公开了一种镍钴层状双金属氢氧化物纳米片上花及其制备方法，该纳米片上花以Co(NO₃)₂、Ni(NO₃)₂和尿素为原料，其具有二维纳米片和三维纳米花结构，且三维纳米花锚定在二维纳米片上。本发明的方法通过改变微波辐射功率和乙二醇含量来调控NiCo LDHs的结构，当辐射功率在200W，乙二醇含量为40％时，能够得到具有循环稳定性好且存储容量较高的NiCo LDHs纳米片上花。

技术领域

本发明涉及一种镍钴层状双金属氢氧化物(NiCo LDHs)，具体涉及一种镍钴双金属氢氧化物纳米片上花及其制备方法。

背景技术

材料的纳米结构对其性能的影响在储能、催化、传感器等领域均有显著的体现。二维(2D)材料由于具有较高的比表面积和较短的离子、电子固态扩散路径，在储能应用中得到了极大的关注。层状双金属氢氧化物(LDHs)是一种典型的2D材料，其结构通式是其中，M²⁺为二价金属离子，如Ni²⁺、Co²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺等；M³⁺为三价金属离子，如Al³⁺、Fe³⁺等；A^n-为阴离子，如NO₃^-等。其中，镍钴层状双氢氧化物(NiCoLDHs)作为超级电容器的电极材料具有高理论电容、高能量密度等优点，是一种极具发展前景的电极材料。

然而，由于范德华力和高表面能，NiCo LDHs的2D纳米片易发生团聚，从而阻碍离子进入氧化还原活性位点，导致在实际应用中其经常存在循环稳定性差的问题。因此，非常有必要将二维纳米结构组装成三维(3D)多级结构：这种多级结构阻止材料团聚的同时，保留了2D片状结构所具有的优异性。目前制备NiCo LDHs 3D多级结构最常用的方法是水热法和共沉淀法。其中水热法，由于其高温和高压条件，非常耗能。而共沉淀法往往依赖于表面活性剂来达到形貌调控的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种镍钴双金属氢氧化物纳米片上花及其制备方法，该方法解决了现有NiCo LDHs循环稳定性差的问题，通过调节微波功率及溶剂中乙二醇的含量，制备出一种NiCo LDHs纳米片上花：该NiCo LDHs纳米片上花具有二维纳米片和三维纳米花结构，且三维纳米花锚定在二维纳米片上，具有较好的循环稳定性和较高的存储容量。

为了达到上述目的，本发明提供了一种镍钴层状双金属氢氧化物纳米片上花，该纳米片上花以Co(NO₃)₂、Ni(NO₃)₂和尿素为原料，其具有二维纳米片和三维纳米花结构，且三维纳米花锚定在二维纳米片上。

优选地，该纳米片上花通过Co(NO₃)₂、Ni(NO₃)₂和尿素在微波辐射加热下获得。

优选地，所述Co(NO₃)₂和Ni(NO₃)₂以摩尔比2：1溶解在水和乙二醇中，加热至100℃后加入尿素，在200W微波功率的辐射下，生成沉淀，洗涤，干燥，得到NiCo LDHs纳米片上花。

优选地，所述微波辐射功率为200W。

本发明还提供了一种所述的镍钴层状双金属氢氧化物纳米片上花的制备方法，该方法包含：

将Co(NO₃)₂和Ni(NO₃)₂溶解在水和乙二醇中，搅拌，加热至100℃后加入尿素，在200W微波功率的辐射下，生成沉淀，洗涤，干燥，得到NiCo LDHs纳米片上花。

其中，所述水和乙二醇的体积比为3：2。