[发明专利]一种利用离子交换反应合成纳米花阵列的方法及其作为超级电容器应用

摘要

本发明提供了一种利用离子交换反应合成纳米花阵列的方法及其作为超级电容器应用，首先，通过水热法在泡沫镍表面合成Co(OH)₂纳米花阵列后，利用Co(OH)₂和CoS溶解常数的差异促进OH^‑与S^2‑的交换。将Co₃O₄/Co‑S置于M²⁺溶液中，在高温高压条件下，Co²⁺与M²⁺发生交换，得到Co₃O₄/M‑Co‑S纳米花阵列。(M为Fe、Mn、Ni、Zn或Cu。)与现有技术相比，本方法合成的三元金属氧化物、硫化物复合物具有较高的比表面积和渗透性。掺杂进去的S^2‑和M²⁺提供了更多的反应活性位点，使得氧化还原反应更加复杂，从而优化了材料的电化学性能。

主权项

1.一种利用离子交换反应合成纳米花阵列的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：（1）在室温搅拌条件下，将钴源、氟化铵和尿素混合于二次蒸馏水中，混匀，得到混合液；（2）将混合液置于反应釜中，将清洗后的泡沫镍浸入其中，密闭反应釜，加热反应后，冷却至室温；产物洗涤，得到有氢氧化钴纳米花前驱体的泡沫镍；（3）将步骤（2）得到的泡沫镍置于硫化铵溶液和尿素的混合溶液中，置于反应釜中，密封，加热反应后，冷却至室温；产物洗涤后，得到覆盖有硫化的氢氧化钴纳米花阵列的泡沫镍；（4）将步骤（3）得到的泡沫镍置于含金属离子和尿素的混合溶液中，置于反应釜中密封，加热反应后，冷却至室温；产物洗涤后，干燥，煅烧，得到纳米花阵列；具体为：Co₃O₄/M‑Co‑S纳米花阵列，其中M为Fe、Mn、Ni、Zn或Cu。