[发明专利]一种纳米线状镍基配合物电极材料的制备方法及其应用

说明书

本发明公开一种纳米线状镍基配合物电极材料的制备方法及其应用，制备方法包括如下具体步骤：将二价无机镍盐、氨三乙酸、去离子水和异丙醇混合后，经过充分搅拌后转移至反应釜中进行反应，即得到具有一维纳米线结构的纳米线状镍基配合物电极材料。在水热条件下氨三乙酸与吸附在其表面的镍离子配位形成一维纳米线状镍基配合物，该方法得到纳米线状镍基配合物电极材料性质均匀、形貌单一可以增大有效接触面积、缩短电子传输距离，应用于超级电容器电极材料，表现出较高的比电容和倍率性能。

技术领域

本发明属于超级电容器电极材料技术领域，具体涉及一种纳米线状镍基配合物电极材料的制备方法及其应用。

背景技术

随着不可再生石油燃料的持续消耗，随之而来的环境污染问题引起人们前所未有的关注，因此开发一种新型高效的环境友好的电化学储能器件来存储能量在倡导可持续发展的当今社会显得尤为重要。在能量存储器件中，超级电容器(电化学电容器)已经有近40年应用开发的历史，由于其具有功率密度大、循环寿命长、充电时间短、能源效率高等特点广泛应用于消费电子产业、新型分布电网、纯(混)电动汽车等领域。

超级电容器中的核心部件是电极材料，根据电极材料储能原理的不同，可分为两大类：双电层电极材料、赝电容电极材料。前者主要是以碳基材料为代表，后者则是以过渡金属化合物或导电聚合物为基础的衍生物，如过渡金属氧化物(二氧化钌、二氧化锰、)、过渡金属硫化物(硫化钴、硫化镍等)、以MOFs为代表的配合物等。MOFs的全称为Metal-Organic Frameworks(金属有机框架)，具有多种结构、大比表面积、多孔性且孔容可调控等特点，在离子交换、气体存储与分离、催化、传感等领域有着潜在的应用。近些年，科研人员将MOFs等配合物应用领域扩展到超级电容器中，如Yang等人首次将一种层状结构的镍基MOFs作为超级电容器电极材料(Metal–organic frameworks:a new promising class ofmaterials for a high performance supercapacitor electrode,Journal ofMaterials Chemistry A,2014,2,16640)，Liu等人发现层状钴基MOFs也可作为超级电容器电极材料(Cobalt-Based Layered Metal-Organic Framework as an UltrahighCapacity Supercapacitor Electrode Material,ACS Applied Materials&Interfaces,2016,8,4585-4591)，Gao等人合成出长方体形貌的镍基MOFs用于超级电容器(Facilesynthesis of cuboid Ni-MOF for high performance supercapacitors,JournalofMaterials Science,2018,53,6807-6818)，Li等人报道了一种二维薄片形配合物用于超级电容器(2D Nanoflakes of metal-polyphenolic coordination assembly forhighperformance supercapacitor,Inorganic Chemistry Communications,2018,90,51-56)，我们组最近也报道了二维多孔镍基MOFs(Aporous 2D Ni-MOF material with a highsupercapacitive performance,Journal of Solid State Chemistry,2018,265,244-247)和镉基MOFs作为超级电容器电极材料(Structural Elucidation andSupercapacitive Performance in a 1D Cadmium(II)Polymer Based on PyrazoleCarboxylic Acid,Journal of Inorganic and Organometallic Polymers andMaterials,doi.org/10.1007/s10904-019-01119-x)。目前，还未见有关于纳米线状镍基配合物在超级电容的相关报道。

发明内容