[发明专利]高分散超薄介孔β-氢氧化镍纳米片的合成方法

说明书

本发明属于新能源纳米材料合成及电化学技术领域，提供一种高分散超薄介孔β‑氢氧化镍纳米片的合成方法,该合成方法按以下步骤进行：a，先将可溶性二价无机盐M²⁺Y溶解于去离子水中配制成盐溶液；b，在采用常规技术配制碱溶液，在磁力搅拌作用下,快速加入盐溶液至生成氢氧化镍沉淀；c,将生成的沉淀物伴随着超声离心洗涤至洗涤液的pH值为中性；d，将最终洗涤好的沉淀分散在溶剂中，能形成分散性良好的半透明状，在不同的浓度下均能形成稳定体系；其制备工艺简单，原料便捷，重复性好，成本低，生产环境友好，具有广阔的应用前景。

技术领域：

本发明属于新能源纳米材料合成及电化学技术领域，涉及一种高分散超薄介孔β-氢氧化镍纳米片的电化学储能材料合成方法，此材料在催化和电池、超级电容器等储能设备等领域有着广阔的应用前景。

背景技术：

β-氢氧化镍作为一类过渡金属氢氧化物，具有无毒、环境友好、易于制备及催化性能好、理论比容量高等优点,在催化、电池及超级电容器等储能设备中有广阔的应用前景。目前采用合成β-氢氧化镍的方法有水热法，络合沉淀法等，目前的合成方法出来的氢氧化镍有不同的形貌：颗粒、纳米线、纳米管、纳米化、纳米球等，这些形貌存在一定的缺点，例如尺寸大，导电性差，在作为电活性物质时离子扩散速率慢，合成的氢氧化镍聚集情况严重，氢氧化镍活性物质利用不充分，在作为电活性物质应用在动力电池、超级电容器和储能电池等领域时，导致电极电化学性能差，机械稳定性差，倍率性能差。溶液中的高分散，有利于湿法加工，在电子涂层方面有着广泛的应用，所以寻求高分散超薄介孔β-氢氧化镍纳米片成为了目前的一个研究热点，合成高分散超薄介孔β-氢氧化镍纳米片成为主流方向，但是目前大部分的合成方法工艺繁琐，原料复杂，环境不友好等缺点。因此，寻求设计一种合成方法简单、重复性好、环境友好的高分散超薄介孔β-氢氧化镍纳米片及其层状结构和快速的质子扩散性能所带来的电化学和催化性能被广泛用于动力电池、超级电容器和储能电池等领域具有广阔的应用前景。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有合成方法存在的缺点，寻求设计提供一种高分散超薄介孔β-氢氧化镍纳米片的合成方法。

为了实现上述目的，本发明先利用磁力搅拌并在离心过程中伴随着超声处理后得到高分散超薄介孔β-氢氧化镍纳米片，具体合成方法如下：

(1)、将可溶性二价无机盐M²⁺Y溶解于去离子水中配制成浓度为0.15mol L^-1-5molL^-1盐溶液；

(2)、采用常规技术配制碱溶液，配制的碱溶液为0.15mol L^-1-5mol L^-1。

(3)、在磁力搅拌作用下,快速加入盐溶液至生成氢氧化镍沉淀，反应温度20℃，反应时间20min。

(4)、将生成的沉淀物伴随着超声离心洗涤至洗涤液的pH值为中性，在不同粒离心超声水洗下的粒径和zeta电位不同。

(5)、将最终洗涤好的沉淀分散在溶剂中，能形成分散性良好的半透明状，在0.1mgmL^-1，3.5mg mL^-1，5mg mL^-1，10mg mL^-1，20mg mL^-1，50mg mL^-1水溶液中，测试物质的粒径和zeta电位值数据可知，分散液的稳定性都非常好，能分散在，水，N，N-二甲基甲酰胺，乙醇中，并能与TEM图的β-氢氧化镍的尺寸对应的上，平均尺寸在40nm左右。

有益效果：

1、本发明与现有合成方法相比，该方法易于操作，反应温度低，制备过程环保、制备成本较低。利用磁力搅拌并在离心过程中伴随着超声，即能得到高分散超薄介孔β-氢氧化镍纳米片，横向尺寸大小在10-70nm之间,平均尺寸在40nm；