【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电极材料储能，尤其涉及一种ni3s4-ceo2/氮掺杂活性炭复合材料的制备方法。
技术介绍
1、超级电容器因其充放电速度快、循环性能优异、维护成本低等特点而成为备受关注的新型储能装置。然而与电池相比，其能量密度仍需改进，以满足大规模工业应用的需求。电极材料通常决定超级电容器的性能。因此，开发具有高能量和高电容的电极材料成为研究重点。
2、过渡金属化合物由于具有较高的理论电容和良好的导电性，在电化学储能领域得到了广泛研究。铈(ceo2)作为稀土氧化物，因其储量丰富、成本低、氧化还原性能好等优点而广泛应用于能源转换/储能领域。将过渡金属化合物与稀土氧化物结合制备而成的复合电极材料具有适当的比电容，但其容易团聚且稳定性差，不适合大规模生产。合适的载体能够促进金属分散，提高稳定性。多孔炭孔隙结构丰富、比表面积大，可以提供更多的活性位点，确保电子的快速传递，且其多孔结构有利于金属离子的吸附和固定。因此，通过水热反应将金属化合物固定在多孔炭上，制备具有高电化学性能的金属化合物/炭复合材料具有重要意义。此外，水热反应温度对复合材料的形貌和结晶度也有影响。水热温度低，制备而成的材料结晶度差，比表面积小，无法提供足够的活性位点。水热温度高，导致金属纳米颗粒聚集，阻碍电子迁移，进而影响材料的电化学活性。因此,通过探索合适的水热反应温度来提高复合电极材料的结构稳定性和导电率是获得具有优异电化学性能复合材料的重要途径。
技术实现思路
1、本专利技术克服了现有技术的不足，提供一种n
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种ni3s4-ceo2/氮掺杂活性炭复合材料的制备方法，包括以下步骤：
3、s1、将煤沥青粉、含氮化合物、碱性活化剂混合，并在惰性气体气氛下煅烧，经洗涤、抽滤和干燥，得到氮掺杂活性炭；
4、s2、将s1中氮掺杂活性炭、六水合硝酸镍、六水合硝酸铈、九水合硫化钠溶液混合，在一定温度下进行水热反应，冷却至室温后，得到悬浊液；
5、s3、将s2的悬浊液洗涤，抽滤干燥后得到ni3s4-ceo2/氮掺杂活性炭复合材料。
6、本专利技术一个较佳实施例中，在所述s1中，煤沥青粉、氮化合物、碱性活化剂的质量比为1:0.3-0.8:3-6。
7、本专利技术一个较佳实施例中，在所述s1中，在惰性气体气氛下以5-10℃/min升温速率升至400-600℃，并保温时间为1-3h。
8、本专利技术一个较佳实施例中，在所述s1中，含氮化合物为三聚氰胺，碱性活化剂为氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钾中的一种。
9、本专利技术一个较佳实施例中，在所述s1中，将煅烧产物置于酸性溶液中浸渍，水洗涤至滤液为为中性，在抽滤后，并在80-100℃温度下干燥12-24h，得到氮掺杂活性炭。
10、本专利技术一个较佳实施例中，在所述s2中，氮掺杂活性炭、六水合硝酸镍、六水合硝酸铈的质量比为1:12-15:1-1.5，九水合硫化钠溶液浓度为0.03-0.1mol/l。
11、本专利技术一个较佳实施例中，在所述s2中，水热反应温度为120-200℃。
12、本专利技术一个较佳实施例中，在所述s3中，将s2中的悬浊液用水和无水乙醇各洗涤若干次，并在60-100℃温度下真空干燥12-24h。
13、本专利技术提供了一种ni3s4-ceo2/氮掺杂活性炭复合材料，基于上述所述的制备方法：所述氮掺杂活性炭复合材料作为超级电容器和纽扣电池的电极材料。
14、本专利技术解决了
技术介绍
中存在的缺陷，本专利技术具备以下有益效果：
15、(1)本专利技术提供了一种ni3s4-ceo2/氮掺杂活性炭复合材料，该材料以煤沥青粉为炭源，与三聚氰胺、氢氧化钾混合煅烧制备氮掺杂活性炭，用特定的温度下进行水热法负载ni3s4-ceo2制备了ni3s4-ceo2/氮掺杂活性炭复合材料，使得氮掺杂活性炭孔隙结构丰富且比表面积大，有利于金属离子的吸附和固定，提高复合材料的结构稳定性；同时可以提供更多的电活性位点，确保电子的快速传递，提高电导率。
16、(2)本专利技术在150℃的水热反应温度下，六水合硝酸镍和六水合硝酸铈能够很好地溶解，形成ni2+和ce3+离子，ni2+和ce3+离子能够逐步在氮掺杂活性炭表面进行原位结晶，形成ni3s4和ceo2的纳米粒子。此温度下，ni3s4和ceo2结晶动能正好，能形成均匀分布、粒径均一的纳米结构，从分子层面保证了电子和离子在复合材料中的有效传输。
17、(3)本专利技术所制备的ni3s4-ceo2@nac-150在不同的电流密度，均能保持较高的比电容，在0.5a/g电流密度时为1455f/g，可用作超级电容器和纽扣电池的电极材料，可使储能设备具有优异的电化学性能和循环稳定性。
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1.一种Ni3S4-CeO2/氮掺杂活性炭复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种Ni3S4-CeO2/氮掺杂活性炭复合材料的制备方法，其特征在于：在所述S1中，煤沥青粉、氮化合物、碱性活化剂的质量比为1:0.3-0.8:3-6。
3.根据权利要求1所述的一种Ni3S4-CeO2/氮掺杂活性炭复合材料的制备方法，其特征在于：在所述S1中，在惰性气体气氛下以5-10℃/min升温速率升至400-600℃，并保温时间为1-3h。
4.根据权利要求1所述的一种Ni3S4-CeO2/氮掺杂活性炭复合材料的制备方法，其特征在于：在所述S1中，含氮化合物为三聚氰胺，碱性活化剂为氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钾中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种Ni3S4-CeO2/氮掺杂活性炭复合材料的制备方法，其特征在于：在所述S1中，将煅烧产物置于酸性溶液中浸渍，水洗涤至滤液为为中性，在抽滤后，并在80-100℃温度下干燥12-24h，得到氮掺杂活性炭。
6.根据权利要求1所述的一种Ni3S4-CeO2/氮掺杂
7.根据权利要求1所述的一种Ni3S4-CeO2/氮掺杂活性炭复合材料的制备方法，其特征在于：在所述S2中，水热反应温度为120-200℃。
8.根据权利要求1所述的一种Ni3S4-CeO2/氮掺杂活性炭复合材料的制备方法，其特征在于：在所述S3中，将S2中的悬浊液用水和无水乙醇各洗涤若干次，并在60-100℃温度下真空干燥12-24h。
9.一种Ni3S4-CeO2/氮掺杂活性炭复合材料，基于权利要求1-8中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述氮掺杂活性炭复合材料作为超级电容器和纽扣电池的电极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种ni3s4-ceo2/氮掺杂活性炭复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种ni3s4-ceo2/氮掺杂活性炭复合材料的制备方法，其特征在于：在所述s1中，煤沥青粉、氮化合物、碱性活化剂的质量比为1:0.3-0.8:3-6。
3.根据权利要求1所述的一种ni3s4-ceo2/氮掺杂活性炭复合材料的制备方法，其特征在于：在所述s1中，在惰性气体气氛下以5-10℃/min升温速率升至400-600℃，并保温时间为1-3h。
4.根据权利要求1所述的一种ni3s4-ceo2/氮掺杂活性炭复合材料的制备方法，其特征在于：在所述s1中，含氮化合物为三聚氰胺，碱性活化剂为氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钾中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种ni3s4-ceo2/氮掺杂活性炭复合材料的制备方法，其特征在于：在所述s1中，将煅烧产物置于酸性溶液中浸渍，水洗涤至滤液为为中性，在抽滤...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊星，刘意，李妍，姚雪亮，王晨，张琦，郭辰辰，龙波，王中奇，
申请(专利权)人：煤炭科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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