[发明专利]一种鸡冠花状钨酸钴纳米材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种鸡冠花状钨酸钴纳米材料的制备方法，具体向含有乙二醇的溶剂中加入一定量的钴盐，制备浓度为0.05～0.8mol/L的钴盐溶液；并称取与钴盐等摩尔量的钨酸钠加入钴盐溶液中，搅拌均匀形成混合溶液；将所得混合溶液于反应釜中，于140～220℃下晶化6～18h，所得产物自然冷却至室温后，进行洗涤，然后在55～65℃条件下干燥10～12h，即得钨酸钴纳米材料。本发明提供的钨酸钴纳米材料的制备方法，具有制备方法简单、形貌特别、成本低廉等优点，在KOH电解液中具有良好的电化学性能，在三电极体系中实现优异的比电容、循环寿命和倍率性能，在1A g^‑1条件下，比电容达到1016Fg^‑1。5000个充放电循环后，钨酸钴电极的电容保持率仍达90％。

技术领域

本发明属于超级电容器电极材料的制备领域，特别涉及一种鸡冠花状钨酸钴纳米材料及其制备方法和应用。

背景技术

超级电容器是一种介于电池和传统电容器之间的能量储存器件。因其具有充放电效率高、功率密度大、循环寿命长、环境友好等特点，广泛应用于交通、移动通信、信息技术、航空航天和国防科技等领域。钨酸钴是一种非常重要的功能材料，在光催化、光导纤维、电容器、电催化氧化等领域都具有非常广泛的用途。钨酸钴的制备方法有很多，共沉淀法、水热法、溶剂热法、微乳法等，钨酸钴的形貌也比较多，有钨酸钴纳米线、纳米棒、纳米球等，但是鸡冠花状的形貌的目前还没看到。

本发明提供了一种鸡冠花状钨酸钴纳米材料的制备方法，具有工艺过程简单、成本低廉等优点，开发出具有鸡冠状特殊形貌的钨酸钴纳米材料，在理论基础研究和实际应用方面都具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种鸡冠花状钨酸钴纳米材料的制备方法，具有工艺过程简单、成本低廉等优点，并且能够有效地控制钨酸钴纳米晶体的形貌，应用于超级电容器性能测试可取得良好的电容性能。

本发明提供的鸡冠花状钨酸钴纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：以钴盐为原料，向乙二醇或含有乙二醇的溶剂中加入一定量的钴盐，充分搅拌至钴盐溶解，制备浓度为0.05～0.8mol/L的钴盐溶液；

S2：称取与钴盐等摩尔量的钨酸钠加入S1的钴盐溶液中，搅拌均匀形成混合溶液；

S3：将S2所得混合溶液转入反应釜中，于140～220℃下晶化6～18h，所得产物自然冷却至室温后，用蒸馏水和乙醇循环洗涤数次，然后在55～65℃条件下干燥10～12h，即得所述钨酸钴纳米材料。

优选地，所述钴盐选自硝酸钴、氯化钴、乙酸钴中的任意一种。

优选地，所述含有乙二醇的溶剂为乙二醇溶液、乙二醇与水的混合溶液、乙二醇与乙醇的混合溶液。

优选地，S3中，将S2所得混合液转入反应釜中，于160～200℃下晶化10～18h。

优选地，本发明还提供了上述制备方法制备而成的鸡冠花状钨酸钴纳米材料。

优选地，本发明还提供了上述鸡冠花状钨酸钴纳米材料在超级电容器中作为电极材料的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明采用乙二醇、乙二醇与乙醇混合溶液或乙二醇的水溶液为溶剂，利用溶剂热合成法，通过对晶化温度、晶化时间的控制调控所制备钨酸钴的形貌，在无模板剂的制备条件下，制备出鸡冠花状钨酸钴纳米材料。具有制备方法简单、形貌特别、成本低廉等优点，以鸡冠花状钨酸钴纳米材料作为电极材料，在KOH电解液中具有良好的电化学性能，在三电极体系中实现优异的比电容、循环寿命和倍率性能，在1Ag^-1条件下，比电容达到1016Fg^-1。5000个充放电循环后，钨酸钴电极的电容保持率仍达90％。

附图说明