[发明专利]一种二维多孔纳米片组装的花状过渡金属氧化物及其制备方法、应用

说明书

本发明公开了一种二维多孔纳米片组装的花状过渡金属氧化物及其制备方法、应用；其中所述金属氧化的制备方法为：首先将乙醇作为溶剂，将过渡金属盐和尿素作为溶质在溶剂热体系中制备前驱体，最后将前驱体在马弗炉中煅烧制得最终产物。本发明提供的制备方法用料价格低廉、产物纯度高、分散性好且孔径可控制、工艺步骤简单，易于操作且具有一定的普适性。所制得的二维多孔纳米片组装的花状过渡金属氧化物，可直接作为超级电容器的电极材料，具有优异的电化学行为，可应用在高稳定性，电化学能源存储器件等场合。

技术领域

本发明公开涉及电极材料的制备技术领域，尤其涉及一种二维多孔纳米片组装的花状过渡金属氧化物及其制备方法、应用。

背景技术

超级电容器具有超高的功率密度、优异的循环性能和快速充电能力，在许多领域都受到了广泛的关注。电极材料作为超级电容器的组成部分之一，对超级电容器的发展起着至关重要的作用。在电极材料中，多孔金属氧化物基纳米材料在不同形貌和尺寸的纳米材料中表现出更大的优势，其理论电容高、氧化还原可逆性好、环境友好等优点被广泛应用于超级电容器中。但是电解液与电极材料之间的传输效率较低在电化学反应过程中限制了金属氧化物的电化学性能。因此，多孔纳米材料的研究日益深入，这是利用电极材料的开放空间、高比表面积和结构变异性来提高电极材料的电化学性能。然而，对于多孔材料中孔隙分布对提高电化学性能的影响却鲜有人关注。

故提供一种具有优异孔隙分布的多孔材料是人们亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此，本发明公开提供了一种二维多孔纳米片组装的花状过渡金属氧化物及其制备方法、应用。以解决现有过渡金属氧化物与电解液之间的传输效率低等问题。

本发明提供的技术方案，具体为，第一方面，本发明提供了一种二维多孔纳米片组装的花状过渡金属氧化物的制备方法，包括如下步骤：

1)将过渡金属盐和尿素作为溶质在溶剂热体系中制备得到前驱体；

2)煅烧所述前驱体制得最终产物二维多孔纳米片组装的花状过渡金属氧化物。

优选地，所述步骤1)中过渡金属盐为过渡金属钴、锰和镍的硝酸盐中的一种，过渡金属钴和锰的硝酸盐所用溶剂为甲醇，过渡金属镍的硝酸盐所用溶剂为乙醇。

优选地，制备前驱体的方法为：将过渡金属钴和锰的硝酸盐及尿素加入到甲醇溶液中，过渡金属镍的硝酸盐及尿素加入到乙醇溶液中，搅拌1小时后得到均匀的混合溶液，然后将混合溶液转移至聚四氟乙烯内胆的不锈钢高压反应釜中，密封后放入鼓风干燥箱中，升温至100-150℃，反应5-15h，缓慢冷却到室温，静置至少1天后，过滤，洗涤后干燥得到前驱体。

其中洗涤后地干燥为冷冻干燥。

优选地，步骤2)煅烧的方法为：将步骤1)所得的前驱体转移至马弗炉中，升温300-500℃，空气中煅烧1-2h，洗涤，冷冻干燥。

第二方面，本发明提供了一种二维多孔纳米片组装的花状过渡金属氧化物，由上述方法制备。

第三方面，本发明提供了一种二维多孔纳米片组装的花状过渡金属氧化物的应用，所述金属氧化物应用在超级电容器中。

本发明提供了一种二维多孔纳米片组装的花状过渡金属氧化物的制备方法，该方法用料价格低廉、产物纯度高、分散性好且孔径可控制、工艺步骤简单，易于操作且具有一定的普适性。所制得的二维多孔纳米片组装的花状过渡金属氧化物，可直接作为超级电容器的电极材料，具有优异的电化学行为，可应用在高稳定性，电化学能源存储器件等场合。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明的公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。