[发明专利]一种Bi25

说明书

本发明公开了一种Bi₂₅FeO₄₀纳米材料及其制备方法与在超级电容器电极上的应用，属于电极材料技术领域。本发明是将铋盐、铁盐加入酸中溶解，用碱性溶液滴定，充分混合得到前驱体悬浊液，然后进行水热反应，反应结束后将所得溶液进行离心、洗涤、干燥，得到前驱体粉体，且粉体在高温下煅烧后得到Bi₂₅FeO₄₀纳米材料；将Bi₂₅FeO₄₀纳米材料应用于超级电容器工作电极、Pt为对电极、Hg/HgO电极为参比电极、KOH溶液为电解液组成的三电极体系表明Bi₂₅FeO₄₀具有较高的质量比电容，是一种潜在的电极材料。

技术领域

本发明属于电极材料技术领域，特别涉及一种Bi₂₅FeO₄₀电极材料及其制备方法、以及该材料在超级电容器电极上的应用。

背景技术

超级电容器具有充电速度快、功率密度高、超长充放电循环寿命，在能源动力和电子设备中引起广泛的关注。但能量密度低于电池，限制了超级电容器的广泛应用。因此，人们一直在寻找高电导率和高比电容的电极材料来有效提高超级电容器的能量密度。过渡金属氧化物具有更高的理论比电容，常被用作超级电容器的电极材料，如Co₃O₄，MnO₂，NiCo₂O₄等。Bi-Fe-O系化合物(BiFeO₃、Bi₂Fe₄O₉、Bi₂₅FeO₄₀)属于过渡金属氧化物，在铁电、光催化、光电、气敏等领域具有潜在的应用前景。由于铋铁系化合物生长环境相似，人们在制备铁电材料BiFeO₃时，往往伴随Bi₂Fe₄O₉和Bi₂₅FeO₄₀副产物的发生。近几十年，随着纳米技术的发展，湿化学技术广泛应用于材料制备，因此，采用水热和溶胶凝胶制备BiFeO₃时，Bi₂Fe₄O₉和Bi₂₅FeO₄₀也展示了突出的性能。Bi₂₅FeO₄₀是典型的软铋矿材料，晶体结构中存在部分Bi取代部分Fe离子位置，其结构为Bi₁₂(Bi^5+0.5Fe^3+0.5)O₂₀，是一种窄带隙半导体材料，光学带隙为2.1eV，可应用于光电、催化和电极等。BiFeO₃应用于超级电容器电极时其质量比电容约为几十F/g，而Bi₂Fe₄O₉和Bi₂₅FeO₄₀两种材料在电极应用方面几乎没有相关报道。基于开发超级电容器的电极材料，采用水热法制备Bi₂₅FeO₄₀纳米材料，将其应用于超级电容器电极，得到较大的质量比电容，是一种潜在的电极材料。

发明内容

发明目的：本发明要解决的技术问题是提供一种Bi₂₅FeO₄₀材料。

本发明还要解决的技术问题是提供上述Bi₂₅FeO₄₀材料的制备方法。

本发明最后要解决的技术问题是提供上述Bi₂₅FeO₄₀材料在超级电容器电极上的应用。

技术方案：为解决上述技术问题，本法发明提供如下技术方案：