[发明专利]一种超稳定的花状MnCo磷化物电极的制备方法

说明书

本发明提供一种超稳定的花状MnCo磷化物电极的制备方法，包括以下步骤：使用Co(NO₃)₂·6H₂O(2mmol)、Mn(NO₃)₂·6H₂O(1mmol)作为反应物，通过优化合成条件，获得形貌规则、结构稳定的MnCo双金属氢氧化物；将制备得来的MnCo双金属氢氧化物和次磷酸钠(NaH₂PO₂)按一定的比例放入坩埚中；随后将坩埚放进管式炉中，通入高纯氩气作为保护气，升温速率为2℃/min，在350℃保温120min，在空气中冷却，获得形貌稳定的花状MnCo磷化物。本发明制备条件温和、工艺简单、操作可控，花状MnCo磷化物电极材料的形貌和电化学性能均十分稳定，在1Ag^‑1时表现出1282Fg^‑1的高比电容量，在电流密度高达10Ag^‑1下循环5000次后电容量保持94％。

技术领域

本发明涉及化学材料制备领域，具体为一种超稳定的花状MnCo磷化物电极的制备方法。

背景技术

超级电容器，作为一种新型储能装置，凭借更快的充放电速率、更高的功率密度和更优异的充放电循环寿命等优点，从燃料电池、太阳能电池、离子电池等储能器件中脱颖而出，被广泛应用于电子器件的备用电源、工业设备的闪光及点火装置、高功率激光和微波武器以及电动汽车的混合电源等。众所周知，电极材料是决定超级电容器电化学性能的主要因素之一。目前，超级电容器电极材料的研究热点主要集中于金属有机骨架材料(MOFs)及其衍生物的可控制备。研究表明，MnCo双金属氢氧化物具有优异的离子交换能力、较高的氧化还原活性和极大的比表面积，但受限于其能量密度低和循环稳定性差，无法得到广泛应用。而过渡金属磷化物具有丰富的电化学活性位点和稳定的晶体结构，可以弥补MnCo双金属氢氧化物在电化学性能方面的不足，同时其成本低廉、电导率较高且环境友好，因此被认为是一种极具发展和应用潜力的电极材料。

这种二元金属磷化物电极材料能够实现材料性能和成本的合理平衡，并且具有一元过渡金属和氧化物、氢氧化物及硫化物等材料所不具备的优良性能，应用前景十分广阔。此外，在MnCo双金属氢氧化物制备方面，本发明采用柔韧性优异的碳布作为基底，并对一步电沉积法进行了参数优化。这样既保证了电极材料具有优异的导电性，也可保持其结构稳定和形貌规则。因此，通过对MnCo双金属氢氧化物进行磷化，以有效提高材料的电化学性能并获得形貌稳定的微观结构，已经成为目前超级电容器电极材料研究的主要方向之一。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种超稳定的花状MnCo磷化物电极的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种超稳定的花状MnCo磷化物电极的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1).将Co(NO₃)₂·6H₂O、Mn(NO₃)₂·6H₂O(1mmol)按照一定的比例倒入去离子水(DI)中剧烈搅拌，得到待用的镀液；

步骤(2).利用电化学工作站在步骤(1)制备的镀液中进行电沉积，碳布作工作电极，铂片作对电极，电压设置为-1v，通电350秒，随后在70℃的真空干燥箱中干燥后，获得形貌规则、结构稳定的MnCo双金属氢氧化物；

步骤(3).将制备得到的MnCo双金属氢氧化物和次磷酸钠(NaH₂PO₂)按一定比例放入坩埚中，随后将坩埚放进管式炉中；通入高纯氩气作为保护气，升温速率为2℃/min，在350℃保温120min，在空气中冷却，获得形貌稳定的花状MnCo磷化物。

所述花状MnCo磷化物用于生产花状MnCo双金属磷化物电极。