[发明专利]一种钴酸镍/钨酸镍/聚苯胺三元复合纳米线阵列电极的制备方法

说明书

本发明提供了一种钴酸镍/钨酸镍/聚苯胺三元复合纳米线阵列电极的制备方法，制备步骤如下：步骤1、制备钴酸镍纳米线阵列；步骤2、制备钴酸镍/钨酸镍核壳纳米线阵列；步骤3、制备钴酸镍/钨酸镍/聚苯胺三元复合纳米线阵列电极。本发明采用水热合成技术，以导电性好且具有疏松多孔的独特结构的泡沫镍作为基底通过两步水热制得钴酸镍/钨酸镍核壳纳米线阵列，这样既避免繁琐制作电极片的过程，还可有效提高活性物质利用率，增大活性表面,提高材料的扩散传质性能。再通过简单的化学聚合法将聚苯胺沉积到钴酸镍/钨酸镍核壳纳米线阵列表面得到钴酸镍/钨酸镍/聚苯胺三元复合核壳纳米线阵列。

技术领域

本发明属于超级电容器电极材料的制备领域，尤其涉及一种钴酸镍/钨酸镍/聚苯胺三元复合纳米线阵列电极材料的制备方法。

背景技术

随着人类社会的不断发展和科学技术的不断进步，人类对能源与资源的需求量越来越大，所以迫切需要一些高效、清洁、可持续的能源以及新的技术来储存和转换能量。超级电容器具有高的功率密度、快速的充放电过程、长的寿命、低的成本、环境友好以及安全等优点，已成为近年来人们密切关注的一个研究新热点。

超级电容器电极材料是其关键组成部分。研究发现单一电极材料往往会由于某些不足导致总体电化学性能下降。近年来，随着对纳米材料研究的深入，人们开始尝试对材料在纳米尺度上进行复合。其中核壳型纳米复合材料(包括核壳型纳米颗粒及纳米阵列等)是纳米复合材料的一种典型的形式，其研究的主要内容是通过在纳米颗粒或阵列表面涂覆或包裹一层新材料来赋予它们新的特性，并进一步研究其表面、界面属性。作为一种有序的复合结构，核壳型纳米复合材料显示出了单一组分纳米材料无法比拟的性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种钴酸镍/钨酸镍/聚苯胺三元复合纳米线阵列电极材料的制备方法，通过材料的复合，核壳的结构和材料之间的协同作用有效地提高了复合材料的电化学性能。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种钴酸镍/钨酸镍/聚苯胺三元复合纳米线阵列电极的制备方法，步骤如下：

步骤1、制备钴酸镍纳米线阵列：在室温下，将硝酸镍、硝酸钴和尿素按物质的量浓度之比1:2:8溶解于去离子水中得到前驱体溶液A；超声半小时后将前驱体溶液A转入到水热反应釜中并加入一片裁剪好的泡沫镍，密封后置于烘箱中水热反应，然后自然冷却至室温，取出泡沫镍，洗涤，真空干燥，煅烧后得到钴酸镍纳米线阵列；

步骤2、制备钴酸镍/钨酸镍核壳纳米线阵列：在室温下，将硝酸镍、钨酸钠和尿素按物质的量浓度之比1:1:4溶解于去离子水中得到前驱体溶液B，超声半小时后将前驱体溶液B转入到水热反应釜中并加入步骤1得到的钴酸镍纳米线阵列，密封后置于烘箱中水热反应，然后自然冷却至室温，取出泡沫镍，洗涤，真空干燥，煅烧后得到钴酸镍/钨酸镍核壳纳米线阵列；

步骤3、制备钴酸镍/钨酸镍/聚苯胺三元复合纳米线阵列电极：将苯胺和对甲苯磺酸超声分散于去离子水/无水乙醇混合溶剂中得到混合溶液，转移到冰浴中，并将步骤2得到的钴酸镍/钨酸镍核壳纳米线阵列放入混合溶液中，缓慢滴加过硫酸铵溶液，冰浴反应结束后，洗涤，真空干燥，得到钴酸镍/钨酸镍/聚苯胺三元复合纳米线阵列电极。

步骤1中，所述水热反应温度110-150℃，时间4-8h；洗涤为分别用无水乙醇、去离子水交替洗涤3次，干燥为60-80℃条件下真空干燥12h，煅烧温度300-400℃。

步骤2中，所述水热反应温度110-150℃，时间4-8h，洗涤为分别用无水乙醇、去离子水交替洗涤3次，干燥为60-80℃条件下真空干燥12h，煅烧温度300-400℃。