[发明专利]一种CoO/NiOOH复合材料的制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种CoO/NiOOH复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将可溶性钴盐溶于甲醇中得到钴盐的甲醇溶液；将2‑甲基咪唑溶于甲醇中得到2‑甲基咪唑的甲醇溶液；将所述的钴盐的甲醇溶液和2‑甲基咪唑的甲醇溶液在搅拌条件下混合得到均匀溶液；S2：将所述的均匀溶液置于反应釜中进行水热反应，水热反应得到的沉淀物经过洗涤、干燥、保护气氛条件下煅烧得到CoO；S3：将步骤S2得到的CoO加入水中，搅拌条件下加入硫酸镍、K₂S₂O₈形成均匀悬浮液，然后向上述的均匀悬浮液中逐滴加入氨水调节溶液的pH为9.5～10.5，加热、搅拌条件下进行反应，反应后的沉淀物经过洗涤、干燥得到所述的CoO/NiOOH复合材料。与现有技术相比，本发明具有环境友好、制备方法简单、便于大规模生产等优点。

技术领域

本发明涉及涉及纳米材料技术领域，尤其是涉及一种CoO/NiOOH复合材料的制备方法及应用。

背景技术

化石燃料的日益短缺，推动了可持续和可再生能源的发展，推动了环境友好型能源公约和有效利用能源的储存体系。超级电容器因其高功率密度、快速充放电和长周期使用寿命而被认为是极具发展前景的储能器件，特别是在比能和功率方面。钴基材料如钴氧化物和氢氧化物因其较高的电化学活性和理论电容被认为是超级电容器的理想电极。然而，电解质和电活性钴物种之间的电荷传输受到常规致密电极中缓慢的离子扩散和绝缘性能的限制。

一氧化钴(CoO)具有较高的电化学活性，其理论电容大于4000F g^-1。不同形态的CoO电极被开发出来，以增加表面积和离子扩散速率来提升超级电容器的性能。近年来，为了提高超级电容器电极的电化学性能，人们探索了纳米结构形态的合理设计。相互连接的粗糙纳米结构可以提供良好的电荷转移路径，并提供大的接触特定区域和电解质/电极界面。此外，纳米结构上孔隙的可控生成导致了多孔膜形态的形成，而孔径和分布的调节对超级电容器的性能有着重要的影响。为了实现多孔膜结构，人们开发了多种方法，包括喷雾热解、化学镀液沉积、阳极电沉积和阴极电沉积。例如，通过水热法结合退火工艺得到了NiO纳米线，并显示出了改进的电化学性能。同时，我们最近已经证明，溶胶-热合成后的后续退火过程对超级电容器的LaNiO₃电极的微观结构的调整有显著的影响。因此，通过调节退火过程对 CoO结构进行微调，可以优化CoO电极的电化学活性，从而提高超级电容器的性能。进一步提高CoO电极的电化学性能时本领域技术人员研究的热点。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的CoO电极的电化学性能有待提高的缺陷而提供一种CoO/NiOOH复合材料的制备方法及应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种CoO/NiOOH复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将可溶性钴盐溶于甲醇中得到钴盐的甲醇溶液；将2-甲基咪唑溶于甲醇中得到2-甲基咪唑的甲醇溶液；将所述的钴盐的甲醇溶液和2-甲基咪唑的甲醇溶液在搅拌条件下混合得到均匀溶液；

S2：将所述的均匀溶液置于反应釜中进行水热反应，水热反应得到的沉淀物经过洗涤、干燥、保护气氛条件下煅烧得到CoO；

S3：将步骤S2得到的CoO加入水中，搅拌条件下加入硫酸镍、K₂S₂O₈形成均匀悬浮液，然后向上述的均匀悬浮液中逐滴加入氨水调节溶液的pH为9.5～10.5，加热、搅拌条件下进行反应，反应后的沉淀物经过洗涤、干燥得到所述的 CoO/NiOOH复合材料。

步骤S1过程中，所述的可溶性钴盐为硝酸钴。

步骤S1过程中，所述的可溶性钴盐与2-甲基咪唑的摩尔比为1～2。

步骤S2过程中，所述的反应釜为高压釜，所述的水热反应的温度为80℃～ 120℃，反应时间为6～10h。