[发明专利]一种四硫化二钴合镍@镍钒双金属氢氧化物复合材料的制备方法及应用

说明书

一种四硫化二钴合镍@镍钒双金属氢氧化物复合材料的制备方法及应用，它涉及一种四硫化二钴合镍复合材料的制备方法及应用。本发明的目的是要解决现有LDH导电性能不佳及NiV‑LDH的离子传输速率和电子电导率差的问题。方法：一、制备NiCo前驱体；二、制备NiCo₂S₄/NF；三、制备NiCo₂S₄@NiV‑LDH/NF。本发明制备的四硫化二钴合镍@镍钒双金属氢氧化物复合材料作为超级电容器电极材料，具有较高的比电容，比电容为3072.8F/g～3557.6F/g，可应用于高能量密度的超级电容器。本发明可获得一种四硫化二钴合镍@镍钒双金属氢氧化物复合材料。

技术领域

本发明涉及一种四硫化二钴合镍复合材料的制备方法及应用。

背景技术

随着社会和经济的快速发展，带来了化石燃料的急剧消耗以及环境污染的加剧的问题，迫使人们开发更高效、清洁、可再生能源。常见的可再生能源，如风能，潮汐能，太阳能等属于间歇式能源，在发电的过程中无法保证连续地输出稳定电流，这也就对电力的储存提出了更高的挑战。因此，储能装置的建设变得尤为重要。而超级电容器由于具有出色的电化学性能，比如：快速充电/放电速率，高的比容量，高功率密度，长循环寿命和绿色环保等优点，因此受到了广泛的关注。

层状双金属氢氧化物(LDH)，作为典型的二维材料，由于其组成，结构和形态的易变性等特点而在电化学能量存储和转换方面凸显了巨大潜力。NiV-LDH由于其优异的氧化还原活性和突出的电化学性能，在LDH领域引起了巨大的研究兴趣。根据以前的报道，镍和钒之间的协同反应将增强LDH的电容性能。尽管NiV-LDH表现出卓越的成就，但它始终遭受着相对缓慢的离子传输速率和差的电子电导率，这些对它的电化学储能性能都会产生影响。

发明内容

本发明的目的是要解决现有LDH导电性能不佳及NiV-LDH的离子传输速率和电子电导率差的问题，而提供一种四硫化二钴合镍@镍钒双金属氢氧化物复合材料的制备方法及应用。

一种四硫化二钴合镍@镍钒双金属氢氧化物复合材料的制备方法，是按以下步骤完成的：

一、制备NiCo前驱体：

①、将六水合硝酸钴、六水合硝酸镍和尿素溶解于去离子水中，搅拌均匀，得到混合物Ⅰ；

步骤一①中所述的六水合硝酸钴、六水合硝酸镍与尿素的摩尔比为(1～2):(1～2):6；

②、将大块泡沫镍裁剪成小块泡沫镍，收集小块泡沫镍，得到泡沫镍原料；

步骤一②中所述的小块泡沫镍的厚度为1cm，表面积为3cm²～5cm²；

③、将混合物Ⅰ与泡沫镍原料转移到聚四氟乙烯高压釜中，再进行水热反应，最后自然冷却至室温，得到反应产物Ⅰ；

步骤一①中所述的六水合硝酸钴的物质的量与泡沫镍原料的表面积比为1mmol:(7cm²～9cm²)；

④、首先使用去离子水对反应产物Ⅰ进行清洗，再使用无水乙醇对反应产物Ⅰ进行清洗，最后将清洗后的反应产物Ⅰ进行干燥，得到NiCo前驱体；

二、制备NiCo₂S₄/NF：

①、将硫化钠溶解于去离子水中，再搅拌均匀，得到溶液Ⅰ；

②、将溶液Ⅰ和NiCo前驱体转移到聚四氟乙烯高压釜中进行水热反应，再自然冷却至室温，得到反应产物Ⅱ；

步骤二②中所述的溶液Ⅰ中硫化钠与步骤一①中所述的六水合硝酸钴的物质的量为(2～6):5；