本發明專利技術涉及一種Au-Co3O4復合納米片陣列超級電容器材料的制備，包括：（1）將鎳片放入鹽酸溶液中超聲清洗，除去表面的氧化鎳，然后洗滌、干燥；（2）向Co(NO3)2溶液中滴加DMSO溶液，攪拌均勻；（3）將泡沫鎳置于上述溶液中進行電化學沉積后，清洗、干燥、煅燒獲得Co3O4納米片；（4）運用等離子體濺射法使金薄膜沉積在Co3O4納片上，即得Au-Co3O4復合納米片陣列。本發明專利技術操作過程簡便、可重復性高的優點；制備的材料具有導電性能好、比電容高的優點；為超級電容器的發展提供了一種新材料。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于超級電容材料的制備領域,特別涉及一種Au-Co3O4復合納米片陣列超級電容器材料的制備。
技術介紹
近年來，隨著實際應用對儲能裝置各項要求指標的不斷提高，當前電池的標準設計能力已漸漸無法滿足實際所需。在汽車、電子、通訊、航空航天、軍事、醫療、郵政、食品和加工等領域已被廣泛應用的堿錳、銀鋅、鋰電等一次電池和鉛酸、鎳鎘、鎳氫、鋰離子、聚合物鋰電池等二次電池的共同特點是能量密度相對較大，能滿足許多場合的應用需要。然而，上述這些體系存在一定缺陷如充電時間長、功率密度相對較低等。在一些高能脈沖應用場 合中，傳統的蓄電池已經不能滿足體系所需要的最大峰值功率。另一方面，以快速充放、可載電壓范圍寬、以及高功率等特性著稱的傳統電容器(如鋁電解電容、鉭電解電容等)，目前雖仍廣泛應用于電子線路、計算機、電力系統等低端、中端、高端市場。但是，由于其儲能密度過低，在人們對能源要求日益苛刻的今天，其應用的深度和廣度正不斷縮小。因此，隨著生活水平的不斷提高，環保意識日漸加強，新的應用領域的不斷開辟，人們期待著具有高能量、高功率、長壽命的新型綠色儲能器件的出現。超級電容器是近年來發展起來的一種新型綠色的儲能裝置，具有功率密度高、壽命長、使用溫度寬及充電迅速等優異特性，對其的研究及應用也日益活躍。近來的研究發現，一些過渡金屬氧化物如二氧化錳、氧化鎳、二氧化錫和氧化鈷等也具有與氧化釕等貴金屬氧化物類似的電化學性能，都有希望成為替代釕作為電極材料。其中，氧化鈷是一種極具有發展潛力的超級電容器電極材料，其理論比電容可達3560F/g (Yuan et al, EnergyEnviron. Sci.，2012，5，7883.)，這種材料以其豐富的資源，低廉的價格和對環境無污染而受到廣泛的關注。但是由于其導電性不高，以致難以充足發揮其優異性能，而Au具有很高的電子遷移率，本研究制備的Au-Co3O4復合納米片電極材料，一定程度上克服了導電性引起的性能缺陷，既具有高的導電性，從而獲得較高的比電容特性，是一種優良的超級電容器電極材料。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種Au-Co3O4復合納米片陣列超級電容器材料的制備，該制備方法設備要求低、操作簡便、性能優異，制備的材料具有導電性能好、比電容高的優點，具有潛在的應用前景和實用價值。本專利技術的一種Au-Co3O4復合納米片陣列超級電容器材料的制備，包括(I)將鎳片放入鹽酸溶液中超聲清洗，除去表面的氧化鎳，然后洗滌、干燥；(2)向Co (NO3) 2溶液中滴加DMSO溶液，攪拌均勻，獲得制備Co (OH) 2納米片的前驅體溶液；(3)將泡沫鎳置于上述溶液中進行電化學沉積后，清洗、干燥、煅燒獲得Co3O4納米片;(4)運用等離子體濺射法使金薄膜沉積在Co3O4納片上，即得Au-Co3O4復合納米片陣列。所述步驟(I)中鹽酸濃度為3 6mol/L。所述步驟(I)中的超聲時間為l(T30min。 所述步驟(2)中Co(NO3)2溶液的濃度為O. ΟΓΟ. 05mol/L。所述步驟(2)中DMSO溶液的體積比濃度為I 5%。所述步驟(3)中電化學沉積電壓為-IV，沉積時間為l(T20min。所述步驟(3)中清洗為去離子水和無水乙醇清洗。所述步驟(3)中的干燥溫度為6(T80°C，干燥時間為廣3小時。所述步驟(3)中的煅燒溫度為25(T350°C，煅燒時間為2 5小時。所述步驟(4)中的派射時間為O. 5 3min。有益.效果(I)本專利技術操作過程簡便、可重復高；(2)本專利技術制備的材料具有導電性能好、比電容高的優點；(3)本專利技術為超級電容的發展提供了一種新的材料。附圖說明圖I.是實施例I中制備的Au-Co3O4復合納米片陣列的SEM圖片；圖2.是實施例I中制備的Au-Co3O4復合納米片陣列的EDX圖片；圖3.是實施例I中制備的Au-Co3O4復合納米片陣列的循環伏安圖。具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本專利技術。應理解，這些實施例僅用于說明本專利技術而不用于限制本專利技術的范圍。此外應理解，在閱讀了本專利技術講授的內容之后，本領域技術人員可以對本專利技術作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。實施例I將鎳片放在濃度為3mol/L的鹽酸溶液中超聲清洗lOmin，除掉鎳片表面的氧化鎳，洗滌、干燥。然后配制濃度為O. Olmol/L的Co(NO3)2和1%的DMSO溶液，以獲得制備Co (OH)2納米片的前驅體溶液,使用電化學工作站,將泡沫鎳置于前驅體溶液中-IV下進行電化學沉積，沉積時間為IOmin ;然后將產物用去離子水和無水乙醇清洗后60°C真空干燥2小時，置于250°C下煅燒3小時，獲得Co3O4納米片，然后利用等離子體濺射法使金薄膜沉積在Co3O4納米片上，濺射時間為O. 5min，獲得最終產物Au-Co3O4復合納米片陣列。實施例2將鎳片放在濃度為3mol/L的鹽酸溶液中超聲清洗20min，除掉鎳片表面的氧化鎳，洗滌、干燥。然后配制濃度為O. Olmol/L的Co(NO3)2和5%的DMSO溶液，以獲得制備Co (OH)2納米片的前驅體溶液,使用電化學工作站,將泡沫鎳置于前驅體溶液中-IV下進行電化學沉積，沉積時間為20min ;然后將產物用去離子水和無水乙醇清洗后80°C真空干燥I小時，置于250°C下煅燒5小時，獲得Co3O4納米片，然后利用等離子體濺射法使金薄膜沉積在Co3O4納米片上，濺射時間為O. 5min，獲得最終產物Au-Co3O4復合納米片陣列。實施例3將鎳片放在濃度為4mol/L的鹽酸溶液中超聲清洗lOmin，除掉鎳片表面的氧化鎳，洗滌、干燥。然后配制濃度為O. 05mol/L的Co(NO3)2和1%的DMSO溶液，以獲得制備Co (OH)2納米片的前驅體溶液,使用電化學工作站,將泡沫鎳置于前驅體溶液中-IV下進行電化學沉積，沉積時間為20min ;然后將產物用去離子水和無水乙醇清洗后60°C真空干燥3小時，置于350°C下煅燒2小時，獲得Co3O4納米片，然后利用等離子體濺射法使金薄膜沉積在Co3O4納米片上，濺射時間為O. 5min，獲得最終產物Au-Co3O4復合納米片陣列。實施例4將鎳片放在濃度為6mol/L的鹽酸溶液中超聲清洗lOmin，除掉鎳片表面的氧化鎳，洗滌、干燥。然后配制濃度為O. 05mol/L的Co (NO3)2和1%的DMSO溶液，以獲得制備 Co (OH)2納米片的前驅體溶液,使用電化學工作站,將泡沫鎳置于前驅體溶液中-IV下進行電化學沉積，沉積時間為IOmin ;然后將產物用去離子水和無水乙醇清洗后60°C真空干燥2小時，置于250°C下煅燒4小時，獲得Co3O4納米片，然后利用等離子體濺射法使金薄膜沉積在Co3O4納米片上，濺射時間為3min，獲得最終產物Au-Co3O4復合納米片陣列。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種Au？Co3O4復合納米片陣列超級電容器材料的制備，包括：（1）將鎳片放入鹽酸溶液中超聲清洗，除去表面的氧化鎳，然后洗滌、干燥；（2）向Co(NO3)2溶液中滴加DMSO溶液，攪拌均勻；（3）將泡沫鎳置于上述溶液中進行電化學沉積后，清洗、干燥、煅燒獲得Co3O4納米片；（4）運用等離子體濺射法使金薄膜沉積在Co3O4納片上，即得Au？Co3O4復合納米片陣列。
【技術特征摘要】
1.一種Au-Co3O4復合納米片陣列超級電容器材料的制備，包括 (1)將鎳片放入鹽酸溶液中超聲清洗，除去表面的氧化鎳，然后洗滌、干燥； (2)向Co(NO3)2溶液中滴加DMSO溶液，攪拌均勻； (3)將泡沫鎳置于上述溶液中進行電化學沉積后，清洗、干燥、煅燒獲得Co3O4納米片； (4)運用等離子體濺射法使金薄膜沉積在Co3O4納片上，即得Au-Co3O4復合納米片陣列。2.根據權利要求I所述的一種Au-Co3O4復合納米片陣列超級電容器材料的制備，其特征在于所述步驟(I)中鹽酸濃度為3飛mol/L。3.根據權利要求I所述的一種Au-Co3O4復合納米片陣列超級電容器材料的制備，其特征在于所述步驟(I)中的超聲時間為l(T30min。4.根據權利要求I所述的一種Au-Co3O4復合納米片陣列超級電容器材料的制備，其特征在于所述步驟(2)中Co(NO3)2溶液的濃度為O. ΟΓΟ. 05mol/L。5.根據權利要求I所述的一種Au-C...
【專利技術屬性】
技術研發人員：胡俊青，李文堯，李高，孫建慶，孫彥剛，王滕，徐婭，
申請(專利權)人：東華大學，
類型：發明
國別省市：
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