[发明专利]一种超级电容器用Ni3

说明书

本发明公开一种超级电容器用Ni₃Se₄纳米线的制备方法，属于储能材料制备领域。制备过程为：首先在无模板和表面活性剂的条件下制备氢氧化镍纳米线前驱体；然后以氢氧化镍纳米线为自模板进行硒化反应，即可得到Ni₃Se₄纳米线。本发明的制备方法简便易行，不需要复杂设备，成本低廉；制备的Ni₃Se₄纳米线分布均匀。在碱性电解质中，Ni₃Se₄纳米线具有较大的比容量和良好的倍率性能，是一种有发展前景的超级电容器电极材料。

技术领域

本发明涉及储能材料制备领域，具体涉及一种超级电容器用Ni₃Se₄纳米线的制备方法。

背景技术

近年来，随着环境污染的不断加剧和化石能源的快速消耗，清洁能源受到日益广泛的重视，清洁能源的高效应用除了需要具备能量产生器件外，能量储存器件的作用也不可忽视，先进的储能设备受到越来越多科学研究者的关注。在各种能量存储和转换装置中，超级电容器因具有较高的功率密度、快的充放电速率和寿命长的优势而成为发展前景广阔的储能器件。现有的超级电容器多以活性炭作为电极材料，该种材料具有循环稳定性长的特点，但是能量密度一般较低，比电容不高，这也是制约其大规模应用的关键和瓶颈。提高超级电容器能量密度的关键之一是提高电极材料的比容量。

硒在周期表中位于第四周期ⅥA族，相对于硫和氧，有着更优越的金属和电学性质。过渡金属硒化物已在催化、光解水、燃料敏化太阳能电池等领域获得广泛应用，但在超级电容器方面的应用相对较少。过渡金属硒化物具有高的电导率，甚至具有金属性质，这一特性非常有利于将其用作超级电容器的电极材料。在各种过渡金属硒化合物中，硒化镍具有多种形态，且电导率高，是一类具有发展前景的超级电容器电极材料。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明公开一种超级电容器用Ni₃Se₄纳米线的制备方法，利用该方法得到的超级电容器电极材料具有高的比电容和良好的倍率性能。

本发明的技术方案为：一种超级电容器用Ni₃Se₄纳米线的制备方法，包括如下步骤：

（1）将六水合硫酸镍溶于水中，然后加入氢氧化钠，搅拌均匀，得到前驱体混合液；

（2）将步骤1中的前驱体混合液转入具有聚四氟乙烯内衬的密封不锈钢反应釜中进行水热反应，反应结束后，自然冷却至室温，离心，洗涤，干燥，得到氢氧化镍纳米线；

（3）将步骤2中制备的氢氧化镍纳米线超声分散于无水乙醇中，将所得分散液记作A液；

（4）将硒粉、硼氢化钠和水混合，并搅拌均匀，将所得溶液记作B液；将A液加入到B液中，搅拌均匀后，将混合液转入反应釜中进行水热反应，待反应釜冷却至常温后，离心，洗涤，置于真空干燥箱中烘干即可得到Ni₃Se₄纳米线。

上述步骤中，各原材料的配比、水热反应的温度和时间，是形成本发明材料线状结构和化学组成的关键。

在步骤1中，六水合硫酸镍、氢氧化钠和水的配比为9.8 mmol: 4.9 mmol:

40 mL。

在步骤3中，氢氧化镍纳米线和无水乙醇的配比为200 mg: 25 mL。

在步骤4中，硒粉和硼氢化钠的质量比为1:1。

在步骤4中，洗涤步骤为分别用水、乙醇洗涤洗3 ~ 5次。

在步骤4中，水热反应的温度为120℃，反应时间为6~12 h。

在步骤4中，烘干温度为50~70℃。