[发明专利]钯掺杂镍钴尖晶石及其制备方法

说明书

本发明公开一种钯掺杂镍钴尖晶石及其制备方法，属于纳米复合材料制备技术领域。该钯掺杂镍钴尖晶石的制备方法，包括以下步骤：S1、将PdCl₂溶液、硝酸镍、硝酸钴、尿素和乙醇溶液混合得到第一混合溶液；S2、向所述第一混合溶液中添加聚乙二醇得到第二混合溶液；S3、将所述第二混合溶液在120‑150℃下反应得到钯掺杂镍钴尖晶石前驱体；S4、将所述钯掺杂镍钴尖晶石前驱体在350～450℃下煅烧得到钯掺杂镍钴尖晶石。本发明还包括上述制备方法制备得到的钯掺杂镍钴尖晶石。该钯掺杂镍钴尖晶石具有较好的电容性能。

技术领域

本发明涉及纳米复合材料制备技术领域，具体涉及一种钯掺杂镍钴尖晶石及其制备方法。

背景技术

废旧三元催化剂的不当回收和处置造成的环境污染危害引起越来越多的关注。因此合理有效地回收废旧三元催化剂中的贵金属钯不仅可以实现贵金属钯的循环利用、具有巨大的经济效益，而且能更好地保护环境，符合可持续发展的理念。

超级电容器是基于碳材料、过渡金属氧化物等电极材料在电极与电解液界面上进行电能与化学能的转换来存储能量的新型元器件。超级电容器具有功率密度高、充放电速度快、循环寿命长、环境友好等特点，在电力、汽车、轨道交通、军事航天、智能电子等领域有着广泛的应用。但超级电容较低的能量密度制约了它的商业应用，因此制得电容性能好的电极材料尤为重要。

发明内容

本发明通过回收废旧三元催化剂中的贵金属钯，并以此为原料合成钯掺杂的镍钴尖晶石用作超级电容器电极材料，减轻了废旧三元催化剂对环境的污染，可以实现贵金属钯的循环利用，制备得到的超级电容电极材料性能也较好。

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种钯掺杂镍钴尖晶石及其制备方法，解决现有技术中电极材料电容性能较差的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种钯掺杂镍钴尖晶石的制备方法，包括以下步骤：

S1、将PdCl₂溶液、硝酸镍、硝酸钴、尿素和乙醇溶液混合得到第一混合溶液；

S2、向所述第一混合溶液中添加聚乙二醇得到第二混合溶液；

S3、将所述第二混合溶液在120-150℃下反应得到钯掺杂镍钴尖晶石前驱体；

S4、将所述钯掺杂镍钴尖晶石前驱体在350～450℃下煅烧得到钯掺杂镍钴尖晶石。

进一步地，在步骤S1中，所述PdCl₂溶液由以下步骤制备：将金属Pd与盐酸溶液混合，在搅拌下通入空气并在100-120℃下加热制得。

进一步地，在步骤S1中，所述PdCl₂溶液中的PdCl₂、硝酸镍、硝酸钴和尿素的物质的量之比为1:(7-10):(20-25):(60-70)。

进一步地，在步骤S3中，所述反应的时间为8-10小时。

进一步地，在步骤S2中，所述聚乙二醇为聚乙二醇200、聚乙二醇400和聚乙二醇600中的一种或者多种。

进一步地，在步骤S4中，所述煅烧的时间为3-4小时。

进一步地，在步骤S1中，所述乙醇溶液的体积浓度为50-60％。

进一步地，在步骤S2中，按照所述聚乙二醇与所述尿素的物料比(8-10)ml:(15-25)mmol添加所述聚乙二醇。

进一步地，在步骤S1中，所述硝酸镍为六水合硝酸镍，所述硝酸钴为六水合硝酸钴。

此外，本发明还提出一种上述制备方法制备得到的钯掺杂镍钴尖晶石。