本发明属于纳米材料制备，具体涉及一种用特殊结构的的小分子配体化合物作为表面活性剂制备高分散、大小均一可调的铜铁氧体纳米球的方法和应用。
背景技术：
1、化石燃料资源的快速枯竭以及需求的增加吸引了大量研究人员寻找新能源和更高效储能装置的兴趣。超级电容器与具有增强的能量和功率密度的电池相比是最有效的能量存储装置，因为它们具有高速充电和放电过程，长期耐久性，循环稳定性，宽的工作温度范围和环境友好性，其存储能量特性介于通用电容器和蓄电池之间。基于储能机制的不同，超级电容器可分为双电层电容器（edlc）和赝电容器。edlc通过在电极表面上快速吸附和解吸离子来储存双层能量，而赝电容器是在电极/电解质界面处发生快速、可逆的氧化还原反应以储存电荷。事实上，在这两个系统中，电极材料对于超级电容器的性能起主导作用。双电层电极材料主要基于具有大比表面积和电导率的碳材料，如活性炭，多孔碳，碳纳米管，石墨烯等。然而，仅选择具有合适孔径和比表面积的碳材料作为电极材料才可以使双电层电容器的电能存储能力更优异。通常研究的赝电容器电极材料通常包括金属氧化物/金属氢氧化物、导电聚合物和富含杂原子（如氧或氮）的其他材料，例如iro2，co(oh)2。但氧化铈的价格相对昂贵，缺乏资源和环境毒性不利于其广泛应用。氢氧化钴在低窗口电压范围内需要大的比电容，这限制了其在超级电容器中的实际应用。因此，探索具有高比电容的新材料，提高现有电极材料的性能，是解决超级电容器短缺的重要途径。
2、目前，已经研究了许多尖晶石化合物用于超级电容器，包括fe3o4，mnfe2o4和nife2o4。具有尖晶石结构的金属铁氧体对于电化学电容器非常重要，因为它提供了独特的晶体结构、三维扩散路径以及fe和m离子的协同效应导致了更丰富的氧化还原反应以实现更高的比电容。而具有反尖晶石结构的cufe2o4是过渡金属氧化物中最重要的铁氧体之一。
3、合成磁性纳米粒子的方法中，溶剂热法由于条件简单，反应性高，绿色经济的优点而受到广泛关注。溶剂热法通常通过前体，溶剂和表面活性剂的结构设计和选择以及反应温度，反应时间和原料比的控制来实现材料形态的调节。制备的磁性纳米粒子的粒径为数十至数百纳米，具有良好的结晶性，优异的磁响应性和形貌。然而，文献中报道的合成方法仍然使用常规的长链表面活性剂，这导致铁素体形态较差从而对电化学性能产生很大影响。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的缺点和不足，提供一种可制备出了高分散、大小均一的铜铁氧体纳米球，将其应用于超级电容器的电极材料的小分子配体化合物修饰的铜铁氧体纳米球的一步溶剂热法制备方法。
2、为实现上述目的，本发明所述一种小分子配体化合物修饰的铜铁氧体纳米球的一步溶剂热法制备方法，其特点是，包括如下步骤：
3、（1）含铁化合物、含铜化合物，碱，表面活性剂为原料，用一步溶剂热法制备出铜铁氧体前驱体；
4、（2）将前驱体放入管式炉中进行高温煅烧处理，最终得到目标产物；
5、（3）用球状的铜铁氧体纳米颗粒作为超级电容器的电极材料，研究它的电化学性能，电化学性能测试的过程为：采用三电极体系在电化学工作站中测试材料的电化学性能，其中，工作电极为负载小分子配体化合物修饰的铜铁氧体纳米球的电极片，对电极为1.5×1.5cm2的铂片，hg/hgo电极为参比电极，电解液为1m koh溶液，工作电极的制备过程为按照一定的比例混合电极活性物质、乙炔黑和聚四氟乙烯粘合剂，加入乙醇将其混合均匀并调成糊状后涂覆在预先处理好的不锈钢集流体上，涂覆面积为1×1cm2，在60℃的烘箱中烘干后，在10mpa的压力下将其压制成片，即可制成实验用的工作电极；
6、在-0.1-0.9v的电位窗口下以5、10、20、40、60、80、100mv/s的扫描速率进行循环伏安测试，在-0.1-0.9v的电位窗口下，分别以1、2、4、6、8、10a/g的电流密度进行直流充放电测试，在0.01-105hz的频率范围内对材料进行交流阻抗分析，循环稳定性是在10a/g的电流密度循环1000次进行测定。
7、本发明一种小分子配体化合物修饰的铜铁氧体纳米球的一步溶剂热法制备方法技术方案中，进一步优选的技术方案特征是：
8、1、其特征在于：所述步骤（1）中铁化合物为三氯化铁或亚硝酸铁；
9、2、所述步骤（1）中含铜化合物为氯化铜或者六水合硝酸铜或者硫酸铜；
10、3、所述步骤（1）中碱为乙酸钠或者氨水；
11、4、所述步骤（1）中表面活性剂为d-麦芽糖或聚乙二醇或pvp或p123或含儿茶酚结构的小分子化合物；
12、5、所述步骤（1）中溶剂热法合成温度为60-240℃，合成时间为8-48小时；
13、6、所述步骤（1）中溶剂热法合成温度为200℃，合成时间为12h；
14、7、所述步骤（2）中煅烧温度为300-600℃，煅烧时间为1-8h。
15、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
16、（1）采用一锅溶剂热法来制备铜铁氧体纳米颗粒，方法简单，易于操作；
17、（2）制备铜铁氧体纳米颗粒所使用的原材料易获取、成本低、便于广泛推广和应用；
18、（3）通过改变小分子配体化合物（表面活性剂）的浓度，制备出了粒径不同、高分散、均匀性良好的铜铁氧体纳米球；
19、（4）用铜铁氧体纳米颗粒作为超级电容器电极材料进行电化学性能测试，当表面活性剂浓度为1mmol/l时，所获得的纳米球在1a/g的电流密度下可达到960.73f/g的高比电容且在1000次循环后初始电容保持率良好。
1.一种小分子配体化合物修饰的铜铁氧体纳米球的一步溶剂热法制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种小分子配体化合物修饰的铜铁氧体纳米球的一步溶剂热法制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中铁化合物为三氯化铁或亚硝酸铁。
3.根据权利要求1所述的一种小分子配体化合物修饰的铜铁氧体纳米球的一步溶剂热法制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中含铜化合物为氯化铜或者六水合硝酸铜或者硫酸铜。
4.根据权利要求1所述的一种小分子配体化合物修饰的铜铁氧体纳米球的一步溶剂热法制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中碱为乙酸钠或者氨水。
5.根据权利要求1所述的一种小分子配体化合物修饰的铜铁氧体纳米球的一步溶剂热法制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中表面活性剂为d-麦芽糖或聚乙二醇或pvp或p123或含儿茶酚结构的小分子化合物。
6.根据权利要求1所述的一种小分子配体化合物修饰的铜铁氧体纳米球的一步溶剂热法制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中溶剂热法合成温度为60-240℃，合成时间为8-48小时。
7.根据权利要求6所述的一种小分子配体化合物修饰的铜铁氧体纳米球的一步溶剂热法制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中溶剂热法合成温度为200℃，合成时间为12h。
8.根据权利要求1所述的一种小分子配体化合物修饰的铜铁氧体纳米球的一步溶剂热法制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中煅烧温度为300-600℃，煅烧时间为1-8h。