[发明专利]双金属 (Ni, Co)Se2

说明书

本发明属于复合材料技术领域，涉及一种双金属(Ni,Co)Se₂异质结构的制备方法，包括：将六水硝酸钴超声分散在去离子水中；将2‑甲基咪唑超声分散,将二者等体积快速混合，加入碳布，静置、取出、冲洗干净；将六水硝酸镍超声分散在乙醇中，放入产品，置于反应釜中100～130℃溶剂热反应1～3h，取出、洗净，烘干得物体E；将氢氧化钠与硒粉分散在去离子水中，放入物体E,转至高压釜中120～150℃水热反应10～14h，处理后即得。本发明所得材料具有较高的比表面积，麻花状的颗粒双金属NiSe₂和CoSe₂相互协同共同氧化作用为溶液离子和电子的传递提供更多的渠道，交联的结构使得其具有优异的比电容和良好的倍率性能，可将其应用于超级电容器的复合电极，有实用价值。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，涉及复合电极的制备，尤其涉及一种双金属(Ni,Co)Se₂异质结构的制备方法及其应用于超级电容器。

背景技术

能源是日常生活和工业生产中最重要的必需品之一，在过去的几十年中，原油，天然气和煤等化石燃料已被用于满足世界的能源需求。然而，由于人口增长和工业快速发展所带来的能源危机，科学家们开始关注更清洁、可再生、成本效益高的能源利用和存储装置的开发。化石燃料的不断消耗使其不能成为未来的主要能源。因此，新能源及其储存变得越来越重要。为了解决这种能源需求，科研人员必须开发新型材料来提高能量转换和存储效率，高性能材料的开发和设计是这些系统的最新技术。为了改善性能，已经探索了新的非昂贵和有效的材料。其中，由于超级电容器具有高功率密度、优异的循环寿命和高库仑效率导等优点使其电化学能量存储应用中引起了相当大的关注。过渡金属硫族化合物是重要的功能材料，由于其理想的电容行为、环境相容性友好和低成本等而被认为是实现高比电容的优异材料。其中，单金属硒化物（NiSe₂和CoSe₂）在传感器、电极材料、催化剂和软磁材料等中具有潜在的应用，引起了越来越多的关注。据研究显示，只有少数报道对（NiSe₂和CoSe₂）的电化学电容特性进行过研究， NiSe₂和CoSe₂也被认为是潜在的低成本、环境友好的电极材料，具有较高的理论比电容。用于合成NiSe₂和CoSe₂的常规方法中多采用高温煅烧、热解和水热/溶剂热法，虽然NiSe₂和CoSe₂具有较高的比容量，但是金属硒化物的电子传导性能较大的阻碍，并且单一的金属硒化物已经不能满足人们的需求。

相比于过渡单金属硒化物NiSe₂和CoSe₂，因具有极高的机械强度、良好的腐蚀性、热稳定性、化学稳定性和抗冲击性，过渡双金属硒化物也逐渐地被超级电容器应用。迄今为止，双金属硒化合物作为一类新的储能材料引起了人们的极大兴趣。其中，(Ni, Co)Se₂表现出高导电性和电化学稳定性，特别是优异的理论电容。

本发明将NiSe₂和CoSe₂合成，不仅能够克服过渡金属硒化物电子传递的缺点，还能提高材料的整体电容性能。但是(Ni, Co)Se₂在制备过程当中常需要高温工艺，对材料形貌和结构有影响进而不利其电化学性能的提升，所以找到相对科学的制备方法尤为重要。

为避免材料在制备过程中两金属材料连接性和均匀性较差等问题，本发明采用两步水热的条件下制备出均匀分布的多孔异质结构棒状的双金属硒化物(Ni, Co)Se₂复合物。(Ni, Co)Se₂复合材料结合了过渡单金属硒化物优点的同时，多孔异质结构棒状化合物的生成能够为离子电子的传输提供更多的通道也能提高材料的电容性能。至今还未见通过两步水热法生成多孔异质结构棒状的双金属硒化物(Ni, Co)Se₂复合。

发明内容