一种氢氧化铜制造技术

本发明专利技术涉及基本电气元件技术领域，尤其涉及电容器的零部件，即电极材料的制备方法，具体为一种氢氧化铜

【技术实现步骤摘要】
一种氢氧化铜@多金属草酸盐纳米核壳结构电极材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及基本电气元件
，尤其涉及电容器的零部件，即电极材料的制备方法，具体为一种氢氧化铜
@
多金属草酸盐纳米核壳结构电极材料的制备方法
。

技术介绍

[0002]清洁环保的可再生能源，如太阳能
、
生物能源
、
氢气等正在被广泛开发
。
然而，这些清洁能源大多需要转化为电能进行储存和使用，因此，高效储能技术是充分利用可再生能源的关键
。
电化学储能作为一种公认的绿色
、
廉价
、
可持续的储能方式，近年来已成为科学家们的重要研究方向，而电化学储能装置的性能很大程度上取决于电极材料
。
[0003]目前，草酸盐大多被用作生成氧化物的前体，一些研究人员已经直接使用草酸盐作为电极的活性材料，草酸盐的大分子可能有助于形成开放结构，促进离子扩散，改善离子扩散速率，提高材料的离子传导性
。
研究表明草酸盐复合材料具有良好的电化学性能，过渡金属草酸盐材料，是可持续能源储存材料，金属草酸盐在自然界中分布广泛，在植物
、
真菌
、
地衣和动物组织中作为矿物或生物矿物存在，其中草酸盐阴离子通过氧原子与金属原子配位，可以通过生物和人工合成过程从
CO2中产生，合成过程可以降低空气中的
CO2的含量
。
同时其结构可控
、
比表面积大
、
理化性质独特等特点而受到越来越多的关注
。
[0004]如何在电化学中，采用草酸盐制备纳米核壳结构，进一步扩大应用，拓展新兴电极材料，得到草酸盐纳米核壳结构的复合电极是有待解决的问题
。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种氢氧化铜
@
多金属草酸盐纳米核壳结构电极材料的制备方法
。
[0006]本专利技术公开了一种氢氧化铜
@
多金属草酸盐纳米核壳结构电极材料的制备方法，包括以下步骤：
a
）将
(NH4)2C2O4·
H2O
加入到去离子水中，在室温下充分搅拌混合溶液，记为溶液
A
；
b
）将
Ni(NO3)2和
Co(NO3)2加入到去离子水中，在室温下充分搅拌混合溶液，记为溶液
B
；
c
）将所述的溶液
A
和溶液
B
，在室温下充分搅拌混合溶液以制备水热溶液，记为溶液
C
；
d
）将所述溶液
C
加入到反应釜内衬，再将生长
Cu(OH)2纳米线的铜泡沫置入反应釜内衬中，最后将其内衬在反应釜中放入烘箱中进行水热反应；
e
）将水热处理后的产物清洗后干燥，最终形成由基体和负载在基体上的草酸盐纳米核壳结构组成的多金属草酸盐电极材料
。
[0007]本申请中制备得到的多金属草酸盐电极材料，是使用具有高比表面积的纳米线的前体作为内核，多金属草酸盐作为外壳，结合形成的；即在纳米结构上负载草酸盐金属外
壳
。
[0008]步骤
d
）中，
Cu(OH)2纳米线为高比表面积的纳米结构，极大提高了草酸盐与电解液的表面积，提高了离子扩散效率，优化了电极内部的电子传输路径
。
[0009]优选的，
(NH4)2C2O4·
H2O 、Ni(NO3)2和
Co(NO3)2的摩尔量比为3：（
0~3
）：（
0~3
），
Ni(NO3)2和
Co(NO3)2的摩尔量均不为0且
Ni(NO3)2和
Co(NO3)2的摩尔量之和等于
(NH4)2C2O4·
H2O
的摩尔量
。
这是为了实现反应后样品在稳定的化学环境，保护用于负载的前驱体
。
[0010]优选的，步骤
a、b、c
中的搅拌时间分别为
70~120min。
[0011]优选的，步骤
d
中，将反应釜放入烘箱中进行水热反应，所述烘箱的温度为
90~120 ℃。
[0012]优选的，步骤
c
中，溶液
A
和溶液
B
的体积比为
1:1。
[0013]优选的，步骤
d
中，水热反应的时间为
8~12 h。
[0014]优选的，步骤
e
中，清洗时使用去离子水，清洗次数为
4~8
次
。
[0015]优选的，步骤
e
中，烦躁时选用真空烘箱干燥，干燥温度为
40~80℃
，干燥时间为
10~14 h。
[0016]优选的，步骤
d
中，反应釜内衬的体积为
30~200 mL。
[0017]优选的，纳米线可替换为纳米片
、
纳米花或纳米球
。
纳米线
、
纳米片
、
纳米花或纳米球等只要是具有高比表面积的纳米结构均可以作为本申请中电极材料的内核
。
[0018]本专利技术提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：本专利技术采用水热的方法来获取一种多金属草酸盐纳米核壳结构的电极材料，避免了单一草酸盐作为电极材料时，由于颗粒尺寸大，反应活性位点少，离子扩散率低等缺点导致其作为电极材料方面应用受到限制的问题，本专利技术的草酸盐纳米核壳结构电极材料的电化学活性高，可直接作为超级电容器的电极材料；其方法简单易行，安全环保，并可用于大批量的生产，采用草酸盐制备纳米核壳结构，进一步扩大应用，拓展新兴电极材料；具有很好的应用价值和市场前景
。
附图说明
[0019]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理
。
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0021]图1为本专利技术中实施例1中泡沫铜基底的 SEM
图像；图2为图1的局部放大图；图3为本专利技术中实施例1中原位生长
Cu(OH)2纳米线阵列的 SEM
图像；图4为图3的局部放大图；图5为本专利技术中实施例1中最终产物电极材料的
SEM
图像；图6为图5的局部放大图；图7为本专利技术中实施例1制备的最终本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种氢氧化铜
@
多金属草酸盐纳米核壳结构电极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a
）将
(NH4)2C2O4·
H2O
加入到去离子水中，在室温下充分搅拌混合溶液，记为溶液
A
；
b
）将
Ni(NO3)2和
Co(NO3)2加入到去离子水中，在室温下充分搅拌混合溶液，记为溶液
B
；
c
）将所述的溶液
A
和溶液
B
，在室温下充分搅拌混合溶液以制备水热溶液，记为溶液
C
；
d
）将所述溶液
C
加入到反应釜内衬，再将生长
Cu(OH)2纳米线的铜泡沫置入反应釜内衬中，最后将其内衬在反应釜中放入烘箱中进行水热反应；
e
）将水热处理后的产物清洗后干燥，最终形成由基体和负载在基体上的草酸盐纳米核壳结构组成的多金属草酸盐电极材料
。2. 根据权利要求1所述的一种氢氧化铜
@
多金属草酸盐纳米核壳结构电极材料的制备方法，其特征在于，
(NH4)2C2O4·
H2O 、Ni(NO3)2和
Co(NO3)2的摩尔量比为3：（
0~3
）：（
0~3
），
Ni(NO3)2和
Co(NO3)2的摩尔量均不为0且
Ni(NO3)2和
Co(NO3)2的摩尔量之和等于
(NH4)2C2O4·
H2O
的摩尔量
。3.
根据权利要求1所述的一种氢氧化铜
@
多金属草酸盐纳米核壳结构电极材料的制备方法，其特征在于，步骤
a、b、c
...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯莹，周经纬，章海霞，田强辉，陈源煜，杨泽，郭俊杰，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：