[发明专利]一种具有类“海胆”状结构ZnO功能材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种类“海胆”状ZnO功能材料及制备方法，所述功能材料由超薄的ZnO纳米片在范德华力的作用下，团聚形成类“海胆”状，具有三维立体结构特点。本发明以Zn(CH3COO)2•2H2O以及NaOH为基本原料，采用水热和高温烧结两步法合成所需产物。先通过水热产生分散的ZnO纳米片，随后在高温条件下，在范德华力的作用下团聚形成三维花状结构。与其他方法相比，该方法简单有效，操作简单，不产生有毒有害的副产物和有害气体，原料利用率高，适应现代绿色生产的要求。将其作为超级电容器的电极材料，表现出优异的电化学性能，在KOH电解液中，具有明显的赝电容产生，这种独特的结构可以大幅度提高材料的电化学性能。 1

主权项

1.一种类“海胆”状ZnO功能材料，其特征在于：所述材料由超薄ZnO纳米片团聚形成“海胆”状结构，具有三维立体结构特点，是以Zn(CH₃COO)₂•2H₂O以及NaOH为基本原料，采用水热和高温烧结两步法合成所需产物。

2.如权利1所述的一种“海胆”状ZnO材料的制备方法，其特征在于包括以下制备步骤：

（1）称取4 g（0.1 mol）的NaOH固体，将其溶解在100ml的去离子水中，配制成1mol/L的NaOH碱性溶液以备后续实验使用；

（2）称取2.195g（0.01 mol）的Zn(CH₃COO)₂•2H₂O加入到100ml的去离子水中，持续磁力搅拌配制成0.1 mol/L的Zn(CH₃COO)₂•2H₂O溶液，然后取10ml步骤（1）中配置好的碱性溶液，在磁力不断搅拌的前提下，逐滴加入到配置好的Zn(CH₃COO)₂•2H₂O溶液中，形成白色的絮状物，接着将混合溶液加热至90℃，并保温2h，冷却到室温下形成湿凝胶；

（3）将步骤（2）中形成的湿凝胶，放置在90℃真空干燥箱中，干燥24h，形成干凝胶状态，随后用玛瑙研钵研磨30min，将其磨成白色粉末；

（4）将步骤（3）中的白色粉末放入到瓷舟中，放入到管式炉中，在Ar气惰性氛围下，以2℃/min的升温速率升温至400℃，并保温2h，最后自然冷却至室温，用玛瑙研钵研磨后收集，成为最终产物；

如权力1所述的一种“海胆”状ZnO材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中Zn(CH₃COO)₂•2H₂O:NaOH=1:1（摩尔比）。

3.如权利1所述的一种“海胆”状ZnO材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中的NaOH溶液是逐滴加入，而不是全部直接加入。

4.如权利1所述的一种“海胆”状ZnO材料的制备方法，其特征在于：步骤（4）中的升温速率是2℃/min。