[发明专利]一种NHNO纳米阵列及其制备方法、以及在超级电容器电极中的应用

说明书

本发明属于纳米领域，其公开了一种NHNO纳米阵列及其制备方法及在超级电容器电极中的应用。本发明通过控制反应体系中Ni(OH)₂和HHTP的添加量的质量比例来实现控制NHNO纳米阵列长度和密度。通过这一可控的合成方法，获得了NHNO纳米阵列这种金属有机框架，其具有较好的超级电容器性能，在制备超级电容器中具有重要意义。同时本合成方法具有工艺简单，反应温度低，时间短的特点，适合用于工业化的批量生产。

技术领域

本发明属于纳米领域，涉及一种NHNO纳米阵列及其制备方法，以及在超级电容器电极中的应用。

背景技术

近年来，由于人口增长和经济的快速发展，能源需求增长成为了储能技术发展的驱动力。在所有的储能设备里，超级电容器因其能提供更高的循环寿命、功率密度、更快的氧化还原反应，且具有环境友好、成本低廉等优势，引起人们广泛关注。在超级电容器的电极反应过程中，电子的运输和存储都发生在电极材料表面或附近的电解液中，因此，电极材料的微观结构是影响器件性能的关键因素。而金属有机骨架（MOF）材料具有合成方法简单、孔隙率高，比表面积大，内部结构整齐有序等特点，在电化学储能领域拥有很大的应用前景。

文献研究表明，氢氧化镍是研究得较多的过渡金属氢氧化物，氢氧化镍作为电容器的活性物质时利用氢氧化镍氧化与还原过程中可逆性好、反应速度快的特点。过去，有很多关于对Ni(OH)₂进行了掺杂改性研究，例如研究了掺杂金属元素、稀土元素，复合掺杂金属元素与金属元素、稀土元素与金属元素。但在Ni(OH)₂表面原位生长金属有机框架（MOF）使之合成纳米阵列的报道几乎没有。因此，研发高效的具有特殊结构的Ni基纳米阵列合成方法是非常有必要的，特别是可用于超级电容器电极材料具有重要意义和巨大挑战。

发明内容

本发明的目的在于公开一种NHNO纳米阵列，及其制备方法，以及在超级电容器电极中的应用。

本发明权利要求书和说明书的术语“金属有机框架结构”是指金属有机框架材料是由金属离子或金属簇和有机连接配体通过配位键自组装而成。

术语“超级电容器”是指超级电容器是指介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，它既具有电容器快速充放电的特性，同时又具有电池的储能特性。

术语“赝电容”是指是在电极表面或体相中的二维或准二维空间上，电活性物质进行欠电位沉积，发生高度可逆的化学吸附，脱附或氧化，还原反应，产生和电极充电电位有关的电容。

本发明的一个目的在于公开一种NHNO纳米阵列，其通过以下技术方案得以实现。

一种NHNO纳米阵列，其在Ni(OH)₂六方片上原位生长Ni-HHTP，

其中，所述Ni-HHTP为金属有机框架状结构。

进一步地，所述Ni(OH)₂六方片的厚度为40±3nm，属于纳米级别，比表面积大有利于离子的传输。，

进一步地，所述NHNO纳米阵列的长度为为74-115nm。

本发明的另一个目的在于公开上述NHNO纳米阵列的制备方法，包括以下步骤：

S1.以Ni(OH)₂六方片和Ni(CH₃COO)₂水溶液为原料，超声反应，得到中间产物1；

S2.将HHTP加入到H₂O中，超声反应，得到中间产物2；

S3.将所述中间产物1和中间产物2共混，加热反应后，得到所述NHNO纳米阵列。

进一步地，Ni(CH₃COO)₂与Ni(OH)₂的添加量的质量比例为1:1-1:2。