[发明专利]一种花状纳米复合材料及其制备方法和一种电极材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种花状纳米复合材料，由包括氢氧化镍、类石墨相氮化碳和氧化石墨烯的材料复合得到；所述花状纳米复合材料的形貌呈花状。本发明提供的花状纳米复合材料作为超级电容器电极材料时，具有较好的电化学性能。实施例结果表明，本发明提供的花状纳米复合材料作为电极材料具有较好的循环稳定性，经过1000次充放电循环后，电极材料的容量保持率达74.3％，表现出了良好的循环稳定性能；另外，本发明提供的花状纳米复合材料具有较高的能量密度，在1A/g的电流密度条件下比电容为473.3F/g～543.8F/g。

技术领域

本发明涉及纳米材料领域，特别是涉及一种花状纳米复合材料及其制备方法和一种电极材料及其制备方法。

背景技术

随着现代人类社会快速发展，环境污染和能源危机已经成为人类发展必须面对的两大艰巨挑战。超级电容器由于其高的功率密度、长的循环使用寿命以及使用温度范围广使其成为应对挑战的研究热点，然而超级电容器能量密度低，限制了其进一步发展。因此寻找新的电极活性材料以提高超级电容器的能量密度，是科学工作者目前最为关注的课题。

目前常用的超级电容器电极材料为碳基材料、导电聚合物和金属氧化物。石墨烯作为目前研究最热的碳基材料电极，其各种优良的物理化学性能备受研究者的喜爱，但是碳基材料分子间范德华力导致的团聚现象是目前研究者必须攻克的难题；导电聚合物是一种新型的电极材料，其可通过分子设计来得到相应的聚合物结构，但是其循环性能不稳定；金属氧化物虽然可以提供较大的电容，但是单一的金属氧化物也不稳定。因此，如何提供一种能量密度高且循环稳定性好的超级电容器复合电极材料，是本领域研究人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种花状纳米复合材料及其制备方法和一种电极材料及其制备方法，本发明提供的花状纳米复合材料作为电极材料具有较好循环稳定性和能量密度。

为了达到以上目的，本发明提供了一种花状纳米复合材料，由包括氢氧化镍、类石墨相氮化碳和氧化石墨烯的材料复合得到；所述花状纳米复合材料的比表面积为170～190m²/g。

优选的，所述氢氧化镍、类石墨相氮化碳和氧化石墨烯的质量比为15～17:0.5～1.5:0.5～1.5。

本发明还提供了上述技术方案所述花状纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将硝酸镍、氧化石墨和类石墨相氮化碳在水中混合后调节混合液pH值至9～11，得到分散液；

(2)在密闭条件下，将所述步骤(1)得到的分散液进行加热处理，得到花状纳米复合材料。

优选的，所述步骤(1)中调节所述混合液pH值的调节剂为氨水，所述氨水的浓度为10～15mol/L。

优选的，所述步骤(2)中加热处理的温度为170～190℃，时间为6～14h。

优选的，所述步骤(1)中类石墨相氮化碳的制备方法包括以下步骤：

(a)将尿素进行煅烧处理，煅烧产物研磨后分散于水中，得到悬浮液；

(b)在密闭条件下，将所述步骤(a)得到的悬浮液进行加热处理，得到类石墨相氮化碳。

优选的，所述步骤(a)中煅烧处理的温度为500～600℃，时间为2.5～3.5h。

优选的，所述步骤(b)中加热处理的温度为170～190℃，时间为9～11h。

本发明还提供了一种电极材料，包括基体和活性成分；所述活性成分为上述方案所述花状纳米复合材料或者上述方案所述制备方法制备得到的花状纳米复合材料。

本发明还提供了上述技术方案所述电极材料的制备方法，包括以下步骤：