[发明专利]一种3D石墨烯上生长Ni-Co-Mn纳米针的方法

摘要

本发明提供一种3D石墨烯上生长Ni‑Co‑Mn纳米针的方法，包括以下步骤：对泡沫镍进行预处理；生长有3D石墨烯的泡沫镍样品；进行反应生成Ni‑Co‑Mn纳米针；在管式炉中在N2保护下进行退火，然后随炉冷却得到在3D石墨烯上生长的Ni‑Co‑Mn纳米针。本发明制备出的复合材料为有序纳米阵列结构电极，通过具有高效的导电性、离子扩散通道和稳定性的石墨烯网络与Ni‑Co‑Mn三元金属组装在一起，提高了电子传输速率，同时为离子嵌入、脱出时造成材料体积的崩溃提供了缓冲作用，相比于传统工艺制备的电极具有明显的动力学优势，获得具备高比电容、高能量密度和长循环寿命的超级电容器电极材料，满足了实际使用需求。

主权项

1.一种3D石墨烯上生长Ni‑Co‑Mn纳米针的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对泡沫镍进行预处理，泡沫镍浸泡在丙酮溶液中超声10min去除表面的油污，然后在3M的盐酸溶液中浸泡10min去除表面的氧化层，分别在去离子水和乙醇溶液中超声10min，放入真空干燥箱中烘干备用；(2)把清洗干净的泡沫镍放入CVD炉中，抽真空，然后通H₂:Ar＝20:50sccm混合气体，加热CVD炉至设定温度，恒温保持30min，然后打开CH₄气体，让其以20sccm的流速流入炉内同时调整H₂的流速为10sccm，反应1.5‑3h，然后随炉冷却，取出生长有3D石墨烯的泡沫镍样品；(3)把1mmolNi(NO₃)₂·6H₂O，1mmolCo(NO₃)₂·6H₂O，1mmolMn(NO₃)₂·6H₂O与40mmol的尿素溶液按体积比为1‑5：1‑3：1‑4：30混合在一起并搅拌30min，倒入50ml的反应釜中，然后把上述步骤(2)中生长有3D石墨烯的泡沫镍样品放入反应釜中进行反应生成Ni‑Co‑Mn纳米针，反应后进行冷却并用乙醇和去离子水离心，离心后在60℃真空干燥箱中保温5h，备用；(4)将上述步骤(3)中的备用样品放在管式炉中在N₂保护下进行退火，然后随炉冷却得到在3D石墨烯上生长的Ni‑Co‑Mn纳米针。