[发明专利]Co3O4@CoWO4纳米线阵列核壳结构材料的制备方法及其应用

摘要

本发明公开了一种Co₃O₄@CoWO₄纳米线阵列核壳结构材料的制备方法及其应用，用于解决现有纳米线阵列核壳结构材料制备方法实用性差的技术问题。技术方案是将集流体泡沫镍上长有Co₃O₄纳米线阵列的基底置于Co(NO₃)₂·6H₂O和Na₂WO₄·2H₂O混合溶液中，在微波水热条件下反应，在泡沫镍上的生成核壳Co₃O₄@CoWO₄纳米线阵列。由于充分利用核和壳材料，提供高的比表面积和快速离子扩散途径，具有比电容大、循环稳定性好、功率密度和能量密度高以及制备工艺简单、成本低的优点。所组装电容器在峰值放电功率达到5600w/kg，储能密度仍可达到42Wh/kg，且易于进行产业化和大规模的生产。

主权项

1.一种Co3O4@CoWO4纳米线阵列核壳结构材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、将原料3～50mmol的Co(NO3)2·6H2O和4～60mmolCO(NH2)2溶解到去离子水中，并充分搅拌，形成第一混合液；将第一混合液倒入聚四氟乙烯内衬中，并放入经1～6mol/L稀盐酸浸泡10～30分钟除去外层的氧化膜并清洗干燥过的空白泡沫镍，将反应釜放入微波水热仪器中，微波水热条件反应的温度为90～120℃，反应时间为0.5～4小时；反应结束后冷却反应釜至室温，在泡沫镍上生成Co3O4纳米线阵列前驱体，取出长有Co3O4纳米线阵列前驱体的泡沫镍，分别用去离子水和乙醇溶剂洗涤3～5次，并在真空干燥箱中50～80℃干燥2～6小时；之后，在马弗炉中锻烧长有Co3O4纳米线阵列前驱体的泡沫镍，锻烧温度为250～450℃，锻烧时间为1～4小时；步骤二、将1～20mmol Co(NO3)2·6H2O和3～30mmol Na2WO4·2H2O溶于去离子水中，形成均匀的第二混合溶液，再将长有Co3O4纳米线阵列的泡沫镍置于第二混合溶液，在微波水热条件下反应，反应温度为90～180℃，反应时间为0.5～2小时；反应结束后冷却反应釜至室温，在泡沫镍上生成Co3O4@CoWO4核壳纳米线阵列，分别用去离子水和乙醇溶剂洗涤3～5次，之后，在真空干燥箱中50～80℃干燥2～6小时，获得Co3O4@CoWO4纳米线阵列核壳结构材料。