【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超级电容器材料领域，尤其涉及一种碳量子点/氢氧化镍纳米复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、电子技术和物联网的日益发展极大地刺激了人们对电力供应的需求。当前，对于开发一种新的易于使用且高效的电化学储能(ees)装置已经进行了大量研究，其中超级电容器(sc)因其功率密度高、充放电时间快、循环寿命长和成本低等优点而成为焦点，有望开创一个前所未有的储能时代。然而，它仍然面临着阳极材料性能不佳而导致能量密度低的问题。作为一种典型的赝电容材料，ni(oh)2因其制备简便、环境友好、理论比电容高等特点而受到持续关注，这主要源于其表面快速可逆的法拉第氧化还原反应。事实上，ni(oh)2的实际比电容远低于理论值，这是由于其电导率较低，约为10-17s·cm-1。最近，ni(oh)2纳米粒子与高导电性材料(包括金属纳米粒子、碳纳米管、石墨烯和活性炭)的复合引起了研究人员的极大兴趣，但由于表层碳纳米片/纳米管会阻碍ni(oh)2与电解质的接触，同时由于其本身的电容性能较差而导致比电容降低，因此电容的改善是有限的。
2、量子点作为一种新的零维(0d)材料，是由m.g.bawendi、l.e.brus和a.i.ekimov发现并合成的。碳量子点(cqds)具有易于改性、体积小、稳定性好和导电性高等优点，在太阳能电池、离子电池和超级电容器等能源储存和转换应用领域极具有吸引力。因此，纳米级cqds的引入有望成为提高ni(oh)2导电性，成为提高其电化学性能的有效手段。最近，通过调节纳米结构和晶体结构的形态工程被认为是提高电容
技术实现思路
1、针对现有技术不足，本专利技术的目的在于提供一种碳量子点/氢氧化镍纳米复合材料及其制备方法和应用。
2、本专利技术实现了3d ni(oh)2纳米球到2d碳量子点/氢氧化镍纳米片的构筑，能够用作不对称超级电容器的阳极材料。通过两步方法制备cqds/ni(oh)2复合材料，该方法包括合成3d ni(oh)2纳米球和在cqds存在下向2d ni(oh)2纳米片的形态演变。
3、本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
4、一种碳量子点/氢氧化镍纳米复合材料的制备方法，包括如下步骤：
5、(1)将碳量子点溶解在水中，得到碳量子点溶液，另外将ni(oh)2纳米球溶解于水中，得到ni(oh)2纳米球溶液；
6、(2)将步骤(1)所述碳量子点溶液和ni(oh)2纳米球溶液混合并搅拌均匀，得到混合溶液，然后将尿素溶解于水中并边搅拌边加入到所述混合溶液中，在95～110℃下回流12～60h，冷却至室温，最后经离心、洗涤和干燥后得到所述碳量子点/氢氧化镍纳米复合材料，记为cqds/ni(oh)2。
7、优选的，步骤(1)中，ni(oh)2纳米球参考如下文献制备得到：zhang r,tu q,li x,et al.template-free preparation ofα-ni(oh)2nanosphere as high-performanceelectrode material for advanced supercapacitor[j].nanomaterials,2022,12(13):2216。
8、优选的，步骤(1)中，ni(oh)2纳米球溶液的浓度为0.018～0.09mmol/ml。
9、优选的，步骤(1)中，碳量子点按照如下步骤制备得到：取1.16g(5.5mmol)一水合柠檬酸和0.7g(5mmol)环六亚甲基四胺，然后加入10ml水，搅拌至完全溶解，转移至聚四氟乙烯内胆，放入反应釜中，在200℃条件下反应5h，冷却至室温，取出，8000rad/min离心10min，收集滤液，冷冻干燥即可。
10、优选的，步骤(1)中，碳量子点溶液的浓度为0.0068～0.053mmol/ml。
11、优选的，步骤(2)中，ni(oh)2纳米球溶液中的ni(oh)2与碳量子点溶液中的碳量子点的质量比为1:0.125～1。
12、优选的，步骤(2)中，尿素溶液中的尿素与ni(oh)2纳米球水溶液中的ni(oh)2的物质的量比为1:0.84～1.68。
13、优选的，步骤(2)中，离心的速率为5000rad/min，离心的时间为5min。
14、优选的，步骤(2)中，洗涤为洗涤至中性。
15、优选的，步骤(2)中，干燥为冷冻干燥。
16、上述碳量子点/氢氧化镍纳米复合材料在制备超级电容器阳极材料中的应用。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
18、(1)本专利技术所述的cqds/ni(oh)2是通过静电吸附作用，使得带正电荷的cqds完全吸附在带负电荷的ni(oh)2微球表面，然后3d球形结构在过量的oh-作用下崩塌形成大且薄的cqds/ni(oh)2纳米板2d结构，具有较好的电化学储能性能以及较为优异的循环稳定性能。
19、(2)本专利技术获得具有较高的比表面积和孔隙体积的cqds/ni(oh)2电化学储能材料。具有优越的比电容(电流密度2a/g条件下可达2040.0f/g)和较长的循环寿命(在20a/g条件下循环5000次可保持112.3％)。此外，组装的cqds/ni(oh)2//ac不对称电容器具有较高的比电容(电流密度1a/g时为169.6f/g)，显著的能量密度(在775.0w/kg时为56.6wh/kg)和优异的循环稳定性(循环10000次后为84.0％)，超过了大多数ni(oh)2基超级电容器。通过串联3个asc实现数字时钟和温湿度计并联点亮，并保持它们工作超过45分钟。
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1.一种碳量子点/氢氧化镍纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述碳量子点/氢氧化镍纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述Ni(OH)2纳米球溶液的浓度为0.018～0.09mmol/mL。
3.根据权利要求2所述碳量子点/氢氧化镍纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述碳量子点溶液的浓度为0.0068～0.053mmol/mL。
4.根据权利要求1～3任一项所述碳量子点/氢氧化镍纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述Ni(OH)2纳米球溶液中的Ni(OH)2与碳量子点溶液中的碳量子点的质量比为1:0.125～1。
5.根据权利要求4所述碳量子点/氢氧化镍纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述尿素溶液中的尿素与Ni(OH)2纳米球水溶液中的Ni(OH)2的物质的量比为1:0.84～1.68。
6.根据权利要求1～3任一项所述碳量子点/氢氧化镍纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述离心的速率为5000rad/min，离心的时间为5m
7.根据权利要求6所述碳量子点/氢氧化镍纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述洗涤为洗涤至中性。
8.根据权利要求7所述碳量子点/氢氧化镍纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述干燥为冷冻干燥。
9.权利要求1～8任一项所述碳量子点/氢氧化镍纳米复合材料的制备方法制备得到的碳量子点/氢氧化镍纳米复合材料。
10.权利要求9所述碳量子点/氢氧化镍纳米复合材料在制备超级电容器阳极材料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种碳量子点/氢氧化镍纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述碳量子点/氢氧化镍纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述ni(oh)2纳米球溶液的浓度为0.018～0.09mmol/ml。
3.根据权利要求2所述碳量子点/氢氧化镍纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述碳量子点溶液的浓度为0.0068～0.053mmol/ml。
4.根据权利要求1～3任一项所述碳量子点/氢氧化镍纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述ni(oh)2纳米球溶液中的ni(oh)2与碳量子点溶液中的碳量子点的质量比为1:0.125～1。
5.根据权利要求4所述碳量子点/氢氧化镍纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述尿素...
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