[发明专利]四氧化三钴纳米线/还原氧化石墨烯水凝胶复合材料及其制备和应用

摘要

本发明提供了一种能够应用于超级电容器的四氧化三钴纳米线/还原氧化石墨烯水凝胶（Co₃O₄/rGH）复合电极材料，属于复合电极材料技术领域。本发明以还原氧化石墨烯水凝胶的片层骨架作为导电基质，将四氧化三钴纳米线通过水热反应生长在石墨烯纳米片的表面，使四氧化三钴纳米线与还原氧化石墨烯水凝胶片层网络结构构筑成由线/片组成的具有多级微孔结构的复合材料，从而改善其电化学性能，并具有较好的比电容和循环稳定性。另外，本发明原料廉价易得，污染小等特点，制备过程简单、工艺稳定、易于操作，作为超级电容器电极材料符合商业化的基本要求。

主权项

1.四氧化三钴纳米线/还原氧化石墨烯水凝胶复合材料的制备方法，包括以下工艺步骤：（1）氧化石墨前驱体分散液的制备：将氧化石墨超声分散于蒸馏水中，形成氧化石墨分散液；（2）氢氧化钴的制备与剥离：将对氨基苯甲酸、六水合硝酸钴溶解于蒸馏水中获得对氨基苯甲酸插层的氢氧化钴溶液；用氨水调解溶液pH至9~10后，静置10~12 h；抽滤，用无水乙醇、蒸馏水洗涤至中性，再将其溶解在水中进行超声剥离，制得带正电荷的氢氧化钴纳米粒子分散液或纳米片分散液；六水合硝酸钴与对氨基苯甲酸的质量比为0.46:1~1.76:1；超声剥离条件为：超声功率为250 W，超声时间为15 min；（3）复合材料的制备：将带正电荷的氢氧化钴纳米粒子分散液或纳米片分散液加入到氧化石墨分散液中，混合均匀后于180±20°C下水热反应12~16 h；冷却至室温，抽滤，用无水乙醇、蒸馏水洗涤产物至中性，冷冻干燥，得到复合材料前驱体；最后在250±20 °C下空气中煅烧2~4 h后，得到四氧化三钴纳米线/还原氧化石墨烯水凝胶复合材料；六水合硝酸钴与氧化石墨的质量比是0.25:1~1.25:1。