[发明专利]一种片组装立方体Ni(OH)2/GO复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种片组装立方体Ni(OH)₂/GO复合材料的制备方法。将尿素、六水合硝酸镍加入氧化石墨烯分散液中，搅拌均匀后，在继续搅拌的状态下，滴加溶解有半胱氨酸的氧化石墨烯分散液，得到前驱体溶液。将前驱体溶液装入水热釜中进行热处理，随后用去离子水、乙醇反复冲洗，烘干后得到片组装立方体Ni(OH)₂/GO复合材料。本发明具有原料易得、操作简单等优点，所得复合材料具有片组装立方体结构。

技术领域

本发明涉及复合材料，具体涉及一种具有片组装立方体形貌的复合材料的制备方法。

背景技术

由于氢氧化镍具有出色的电化学性能，自1887年首次作为碱性电池的正极材料以来，被广泛用作二次电池的正极材料，是MH-Ni电池的主要正极活性材料。与传统的贵金属氧化物电极材料相比，氢氧化镍具有原料易得，价格低廉，易于制备，且环境友好等优点。但氢氧化镍作为电极材料而言，同时具有循环性能低、阻抗高的缺点，这些缺点限制了它的进一步发展。

目前金属氧化物改善措施分为两类，分别是纳米化与复合化。纳米化是指至少把材料三维尺寸中的一维减少到纳米尺度范围之内，相应的就会出现零维(0D)、一维(1D) 和二维(2D)纳米结构的金属氧化物。另一重要手段是把活性物质与其它辅助物进行复合。辅助物在复合材料中往往起到两个重要的作用，分别是提高活性物质的电子导电性和稳定活性物质的结构，维护活性物质间和活性物质与集流器间的电接触。石墨烯作为结构特殊的碳材料，具有高导电性、高机械性能和高比表面积，能够缩短离子和电子的传递路径，是理想的提高金属氧化物比表面积和导电性的材料。所以研究者们常把石墨烯和氢氧化镍制备成复合材料，如氢氧化镍纳米片/石墨烯、花状氢氧化镍/石墨烯、氢氧化镍纳米线/石墨烯等，一定程度上可以提高材料的结构稳定性和导电性。

目前已有的Ni(OH)₂/GO复合材料的形貌大多数为花球状，尚未见到利用一步水热法制备具有片组装立方体形貌的Ni(OH)₂/GO复合材料的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种片组装立方体Ni(OH)₂/GO复合材料的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

步骤一：前驱体溶液的配制

将0.1-0.5g氧化石墨烯分散至300mL去离子水中，通过超声使氧化石墨烯分散均匀，得到氧化石墨烯母液；量取60mL氧化石墨烯母液，用60-180mL去离子水稀释该母液，得到氧化石墨烯分散液；

取60-90mL氧化石墨烯分散液，将沉淀剂溶解至该分散液中后继续加入镍盐，搅拌至镍盐全部溶解，得到溶液A；另取60-90mL氧化石墨烯分散液，将形貌诱导剂溶解至该分散液中，得到溶液B，形貌诱导剂选自半胱氨酸；在搅拌的状态下将溶液B加入到溶液A中，然后继续搅拌30-60min，得到前驱体溶液；

步骤二：Ni(OH)₂/GO复合材料的制备

将步骤一中得到的前驱体溶液以一定的填充比加入水热釜后进行水热反应，水热反应后自然冷却，然后将反应产物离心；将离心分离所得沉淀洗涤后烘干，即得到片组装立方体Ni(OH)₂/GO复合材料。

所述形貌诱导剂在溶液B中的终浓度为0.001-0.05mol/L。

所述镍盐选自六水合硝酸镍，镍盐在溶液A中的终浓度为0.1-0.5M。

所述沉淀剂选自尿素，沉淀剂在溶液A中的终浓度为0.6-5M。

所述水热反应的温度为80-180℃，保温时间为6-24h。

所述填充比为30-50％。

所述烘干的温度条件为30-70℃。