[发明专利]一种制备α-V2O5空心纳米微球的方法

说明书

本发明公开了一种制备α‑V₂O₅空心纳米微球的方法，步骤如下：将V₂O₅和草酸加入去离子水中，在60‑70℃水浴中磁力搅拌3‑4h，加入双氧水，反应30‑40min，转移到反应釜中，于165‑175℃反应5‑7h，反应结束后，冷却至室温，过滤得到沉淀物，依次用去离子水和乙醇交替清洗4‑6次，干燥，在270‑290℃下空气中煅烧2.5‑3.5h，冷却即得。该方法简便、快捷、易操作，制备的α‑V2O5空心纳米微球具有良好的超级电容器性能。

技术领域

本发明涉及一种制备α-V₂O₅空心纳米微球的方法。

背景技术

超级电容器凭借其超高比容量、长循环寿命和快速充放等优点，在电子设备和电动汽车领域得到广泛应用。按照储能机理，其可分为双电层电容器和法拉第赝电容电容器。金属氧化物凭借较大的理论容量逐渐被用作超级电容器电极材料。然而，具有较大理论容量的过渡金属氧化物因其形貌尺寸和电子传导特性的限制，不能完全被开发利用。随着纳米材料技术的发展，不同形貌的金属氧化物被陆续制备出来，如，零维花状氧化亚镍（NiO）纳米微球，一维四氧化三钴（Co₃O₄）纳米线，二维三氧化二铁（Fe₂O₃）纳米片，三维二氧化锰（MnO₂）纳米管阵列。具有不同形貌的过渡金属化合物在一定程度上增加了电解液与电极材料的接触面积，增加了法拉第反应的活性位点，从而提高了赝电容性能。除此之外，具有层状结构的五氧化二钒（V₂O₅），层间以范德华力相连，有利于碱金属离子的嵌入/脱出，被认为是非常适合做高比能量的储能器件电极材料。然而，V₂O₅在做超级电容器的电极材料时，其实际比容量较理论比容量相差较大，循环稳定性较差，原因是V₂O₅反应活性位点未完全暴露，电极材料与电解液不能完全接触。为了改善其电化学循环活性，因此制备二维的V₂O₅纳米带或纳米片来提高其比电容，而空心纳米微球结构的成功制备用作超级电容电极材料比较少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备α-V₂O₅空心纳米微球的方法。

本发明通过下面技术方案实现：

一种制备α-V₂O₅空心纳米微球的方法，包括如下步骤：将7-9份V₂O₅和15-20份草酸加入85-95份去离子水中，在60-70℃水浴中磁力搅拌3-4h，加入30-40份质量分数为30%的双氧水，反应30-40min，转移到反应釜中，于165-175℃反应5-7h，反应结束后，冷却至室温，过滤得到沉淀物，依次用去离子水和乙醇交替清洗4-6次，将所得产物在50-55℃下干燥47-49h，在270-290℃下空气中煅烧2.5-3.5h，冷却即得；各原料均为重量份。

优选地，所述的方法中，在65℃水浴中磁力搅拌3.5h。

优选地，所述的方法中，反应35min。

优选地，所述的方法中，于170℃反应6h。

优选地，所述的方法中，将所得产物在52℃下干燥48h。

优选地，所述的方法中，在280℃下空气中煅烧3h。

本发明技术效果：

该方法简便、快捷、易操作，制备的α-V2O5空心纳米微球具有良好的超级电容器性能。

具体实施方式

下面结合实施例具体介绍本发明的实质性内容。