[发明专利]镍基镍钛水滑石薄膜材料及其制备方法和应用

摘要

本发明提供了一种镍钛水滑石薄膜材料及其制备方法，该材料可用作超电容以及电吸附材料。镍基镍钛水滑石薄膜是以泡沫镍为基底材料，在其表面原位生长镍钛类水滑石薄膜。该薄膜具有晶型完整，均匀致密，附着力高、不易脱落的优点。其制备方法是：将泡沫镍片放置于硝酸镍与硫酸钛混合溶液中，通过控制pH，反应温度，时间等反应条件，在泡沫镍片上原位生长镍钛水滑石薄膜。本发明中的镍源来自于泡沫镍表面与溶液中溶解的镍盐，与单纯在基片上沉积而得到的水滑石薄膜相比，所制备的薄膜在基体上的附着力更强。该材料具有较好的超电容性能以及电吸附性能，可将其用做超电容电极材料和电吸附电极材料。

主权项

一种镍基镍钛水滑石薄膜的制备方法，具体制备步骤如下：A．采用纯度大于90%的泡沫镍片为基体，按需要剪成不同的大小和形状，用质量浓度为36%浓盐酸超声波清洗，然后分别用去离子水和无水乙醇清洗干净，放入60℃烘箱中烘干备用；B．以Ti(SO4)2为Ti源，以Ni(NO3)2作为Ni源，用去离子水按摩尔比Ni2+:Ti4+=2~4:1的比例配制镍、钛混合盐溶液a，其中Ti(SO4)2为0.05~0.20mol/L；再用去离子水将NaOH与Na2CO3按照摩尔比NaOH:Na2CO3=5~9:2.2配制碱性溶液b，其中Na2CO3为0.7~1.0mol/L；将碱性溶液b逐滴加入镍、钛混合盐溶液a中，调节pH值在8~10之间，再将步骤A中处理后的泡沫镍片置入其中，于50~90℃下反应6~14h；取出镍片，使用去离子水超声波清洗，于60℃下干燥12h；C．用Ti(SO4)2、Ni(NO3)2与去离子水配制镍、钛混合盐溶液c，其中Ni2+:Ti4+摩尔比为2~4:1，Ti(SO4)2摩尔浓度为0.05~0.20mol/L；再用Na2CO3、氨水和去离子水配制碱性溶液d，其中NH3:Na2CO3摩尔比为7~11:2.2，Na2CO3摩尔浓度为0.7~1.0mol/L；将碱性溶液d逐滴加入镍、钛混合盐溶液c中，调节pH值到8.5~10之间；再放入步骤B烘干后的镍片，于60~70℃下反应10~14h，得到在泡沫镍基体上生长的镍钛水滑石薄膜。