[发明专利]一种基于氧化锡‑钼酸镍制备纳米棒状电极材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于电化学电极材料制备技术领域，具体涉及一种基于氧化锡-钼酸镍制备纳米棒状电极材料的方法。

背景技术

无机纳米材料的结构和形貌的调控一直是科学家们关注的重点。近年来，过渡金属氧化物材料，尤其是锰酸盐、钼酸盐等的金属氧化物，其研究报道众多，尤其在光电催化、生物传感、微电子器件、超级电容器、锂离子电池等领域表现出巨大的应用前景。钼酸镍材料在传感器、氧还原、电催化以及锂离子电池等领域的应用广泛，各种形貌的钼酸镍纳米材料已经被合成出来。然而，为满足日益增长的能源材料需求，其比表面积、电解液浸润性仍需要大幅度提高。且电极材料的性能取决于材料的结构单元的排列、材料的比表面积及电极材料与电解液的浸润性，电极材料的导电性，电化学活性位点的数量等因素。因此，通过增加其比表面积，尝试制备复杂的分级结构的复合材料从而有效的提高材料的电化学性能是当前需要迫切解决的热点问题。

研究表明，分级结构的复合材料能大幅改善其电化学性能。其优点总结如下：1，分级结构的复合材料具有大的比表面积，可以提高电解液与活性物质的有效接触面积；2，分级结构的复合材料可以改善电解液的扩散路径；3，分级结构的复合材料有利于电解液的充分浸润。综上所述，分级结构的复合材料的电化学性能有望得到充分发挥。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种玉米棒状的基于钼酸镍-二氧化锡的纳米复合材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是将一定量的硝酸镍、钼酸钠的粉体加入蒸馏水，混合均匀，在低温下进行水热反应得到固体前驱体，经洗涤、干燥最后在管式炉中煅烧制得钼酸镍。然后进一步，加入四氯化锡、氢氧化钠的溶液中，水热反应后洗涤干燥得到钼酸镍-二氧化锡分级结构复合材料。

具体技术方案如下：

一种基于钼酸镍-二氧化锡分级结构复合材料的制备方法，步骤如下：

步骤1、钼酸镍纳米片前驱体溶液的制备：

将硝酸镍和钼酸钠溶解于蒸馏水中混合，恒温磁力搅拌，并转移到一个聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜里，然后待用，得到钼酸镍纳米片前驱体溶液。

步骤2、钼酸镍纳米片前驱体电极材料的制备：

将泡沫镍片剪切成1厘米×5厘米的小块，然后将其依次分别置于丙酮溶液、稀盐酸溶液、水溶液中，并超声处理；处理完毕后置于真空烘干，待用；

然后将上述泡沫镍片浸渍在步骤2的溶液中。并密封在不锈钢高压反应釜中，保持在180^oC反应12 h，然后冷却到室温。反应结束后，用去离子水清洗，并用丙酮浸泡几分钟，以除去残余的颗粒碎片，然后在60℃烘箱中干燥12 h。

步骤3、钼酸镍纳米片电极材料的制备：

将步骤2所得钼酸镍纳米片前驱体电极材料放入管式炉中进行煅烧，煅烧完成后，得到钼酸镍纳米片；最后在空气条件下高温退火1小时，获得钼酸镍纳米片。

步骤4、钼酸镍-二氧化锡分级结构复合材料的制备：

将四氯化锡和氢氧化钠溶解在去离子水中。强烈搅拌约5 min后，得到半透明的溶液。将步骤3中上述生长在镍片上的钼酸镍纳米片都转移到聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中，在烘箱中加热并自然冷却至室温并取出，用无水乙醇彻底冲洗，然后在80^oC下干燥一夜，得到钼酸镍-二氧化锡分级结构复合材料。

步骤1中，所述硝酸镍和钼酸钠的浓度为5~50 mmol/L。

步骤1中，所述的可溶性镍盐为氯化镍、硝酸镍、醋酸镍中的任意一种，可溶性钼盐为钼酸钠、钼酸胺中的任意一种。

步骤2中，所述的不锈钢高压反应釜中的反应温度为100^oC~250^oC，保温3~24 h。

步骤3中，所述的煅烧温度为200 ^oC~600^oC保温2~5 h；煅烧升温速度为1~5℃/min。

步骤4中，所述的四氯化锡的浓度为1~10 mmol/L和氢氧化钠的浓度为20~200 mmol/L。

步骤4中，所述的烘箱加热温度为150^oC~250^oC，保温3~24小时。

有益效果：

本发明方法实验条件温和可控，实用性强，且重现性好，绿色环保，并且原料易得、成本低。该材料有望应用于锂离子电池、超级电容器领域以及电化学传感、检测等领域。该制备方法简单易行、通用，有望实现工业化的应用。

附图说明