[发明专利]一种双缺陷工艺构建硼氢化钠还原的钼掺杂的R-Mo-NiCo2

说明书

一种双缺陷工艺构建硼氢化钠还原的钼掺杂的R‑Mo‑NiCo₂O₄及其制备方法和应用，属于材料合成技术领域。R‑Mo‑NiCo₂O₄的制备方法包括：称取前驱体钼掺杂的镍钴‑层状双氢氧化物/碱式氧化镍即Mo‑NiCo‑LDH/NiOOH进行氧化煅烧处理，得到钼掺杂的钴酸镍即Mo‑NiCo₂O₄，再将Mo‑NiCo₂O₄置于硼氢化钠溶液中进行还原，得到富含氧空位的R‑Mo‑NiCo₂O₄。本发明制备方法简单易行，制得的R‑Mo‑NiCo₂O₄可用作超级电容器电极，经过5000次充放电后，其容量保持率为87.4％，说明R‑Mo‑NiCo₂O₄作为电极材料具有较高的循环稳定性和较高的比容量。

技术领域

本发明属于材料合成技术领域，具体涉及一种双缺陷工艺构建硼氢化钠还原的钼掺杂的R-Mo-NiCo₂O₄及其制备方法和应用。

背景技术

在诸多能量储存器件中，超级电容器是其中极具潜力的一种。超级电容器具有较高的功率密度，较快的充放电速率，较好的循环稳定性等优点而成为当下研究的热点。然而超级电容器具有相对较低的能量密度和低电容特性，极大地限制了其广泛应用。为了实现超级电容器性能的综合提升，科研工作者致力于电极材料的研发，对电极材料的优化与提升能有效解决上述问题。活性电极材料是决定超级电容器性能的决定因素。鉴于碳基材料具有较低的比电容，更多学者将目光聚焦于赝电容或电池类型的电极材料。

近年来，过渡金属氧化物以其可变的氧化价态，成本低廉，易于制备而引起巨大关注。此外，由于过渡金属氧化物是一种重要的电化学活性材料，具有较高的理论比电容，在超级电容器领域具有广泛的研究价值。然而，诸多过渡金属氧化物具有较差的导电性，且在充放电过程中结构易发生坍塌而导致其稳定性较差。为此，应采取相关措施来提升过渡金属氧化物的稳定性和电化学性能。

元素掺杂是提高超级电容器电化学性能的一项有效手段。引入的过渡金属离子可以通过掺杂杂原子时产生的缺陷和重新排列价电子以促进电子转移，有助于调节电子密度，从而提高催化性能和电化学性能。Mo⁶⁺作为一种典型的高价非3d过渡金属离子，其离子半径与Co³⁺和Ni²⁺相似，更有利于掺杂反应。Mo的引入会促进电荷的转移，从而提高电极材料的导电性。此外，氧空位的引入可以诱导空位从而在晶格中形成局部内建电场，在纳米结构表面形成介电极化场，促进离子在电极中的扩散，有效提升电极材料的电化学性能。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种硼氢化钠还原的钼掺杂的钴酸镍(R-Mo-NiCo₂O₄)及其制备方法和应用，该材料可用作超级电容器电极材料。掺杂杂原子产生的缺陷和重新排列价电子以促进电子转移，有助于调节电子密度，氧空位的引入可有效提升电极材料的稳定性和电化学性能，为此，R-Mo-NiCo₂O₄呈现出较好的电化学性能和循环稳定性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种双缺陷工艺构建硼氢化钠还原的钼掺杂的R-Mo-NiCo₂O₄的制备方法，其特征在于称取前驱体钼掺杂的镍钴-层状双氢氧化物/碱式氧化镍即Mo-NiCo-LDH/NiOOH进行氧化煅烧处理，得到钼掺杂的钴酸镍即Mo-NiCo₂O₄，再将Mo-NiCo₂O₄置于硼氢化钠溶液中进行还原，得到富含氧空位的R-Mo-NiCo₂O₄。

所述的制备方法，其特征在于包括以下步骤：