一种C-ZnO@CP纳米棒阵列材料的制备方法与流程

本发明属于电化学材料合成，具体涉及一种c-zno@cp纳米棒阵列材料的制备方法。

背景技术：

1、氧化锌(zno，zinc oxide)是一种常见的过渡金属氧化物，又称锌白、一氧化锌等，因为其独特的物理化学性质，常作为一种添加剂大量用于涂料、塑料、硅酸盐、食品、储能器件、光电催化剂、阻燃剂等。此外，纳米结构的氧化锌，在电化学、光化学等领域同样展现出了特别的物理化学特性并在相关领域科学研究与实际应用中具备潜力。然而，传统的zno由于内阻大，结构繁杂容易堆积阻碍电荷传输等原因，其电化学性能并不理想。近年来，结构设计优化是提升材料电化学性能的重要策略，纳米球、纳米片、纳米线、纳米棒阵列等已经被广泛研究。如何通过改性对zno纳米材料的制备方法进行优化，以获得在电极体系具有较好电化学性能的c-zno材料，是需要深入研究的课题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，提供一种合成方法简单，并能够获得形貌结构好、碳掺杂可控、电导率优化的c-zno@cp纳米棒阵列材料的制备方法。

2、本发明的c-zno@cp纳米棒阵列材料的制备方法包括以下步骤:

3、s1.首先裁剪，氧化，清洗基底材料碳纸，洗净备用；以乙酸锌为原料，以乙醇为溶剂，制成晶种溶液，将处理过的碳纸置于溶液浸泡、烘干，多次重复浸泡、烘干过程以增加晶种的负载量，最后烘干获得负载晶种的碳纸材料；

4、s2.将硝酸锌溶液加入hmt，通过水热反应在负载晶种的碳纸材料上制备zno纳米棒阵列材料zno@cp；

5、s3.加入葡萄糖为水热反应提供碳源，制得c掺杂的zno纳米棒阵列材料c-zno@cp；对电极c-zno@cp进行电化学性能评估，保证电容达到100.3 f g-1（1 a g-1）以上。

6、优选的，s1中制备的乙酸锌晶种溶液的浓度为0.1 mol/l。

7、优选的，s2中水热反应中硝酸锌的浓度为0.1 mol/l。

8、优选的，s2中水热反应中hmt的浓度为0.1 mol/l。

9、优选的，s3中水热反应中葡萄糖的浓度为0.5-2g/l。

10、优选的，s2、s3中水热温度80-120摄氏度。

11、本发明采用两步法在碳纸（carbon paper, cp）上原位构建zno纳米棒阵列，通过碳源（葡萄糖）参与合成反应的方法制备碳掺杂的zno纳米阵列构建电极c-zno@cp，电化学性能评估测试结果表明，经过晶种诱导制备的c掺杂zno纳米材料的方法能够获得形貌结构好、活性位点暴露碳掺杂可控、电导率明显优化的c-zno@cp纳米材料，并且该合成方法简单，在电荷的存储技术方面具备应用潜力。

技术特征：

1.一种c-zno@cp纳米棒阵列材料的制备方法，其特征是：包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的c-zno@cp纳米棒阵列材料的制备方法，其特征是：s1中制备的乙酸锌晶种溶液的浓度为0.1 mol/l。

3.根据权利要求1所述的c-zno@cp纳米棒阵列材料的制备方法，其特征是：优选的，s2中水热反应中硝酸锌的浓度为0.1 mol/l。

4.根据权利要求1所述的c-zno@cp纳米棒阵列材料的制备方法，其特征是：s2中水热反应中hmt的浓度为0.1 mol/l。

5.根据权利要求1所述的c-zno@cp纳米棒阵列材料的制备方法，其特征是：s3中水热反应中葡萄糖的浓度为0.5-2g/l。

6.根据权利要求1所述的c-zno@cp纳米棒阵列材料的制备方法，其特征是：s2、s3中水热温度80-120摄氏度。

技术总结
本发明属于电化学材料合成技术领域，具体涉及一种C‑ZnO@CP纳米棒阵列材料的制备方法。该方法包括以下步骤:S1.首先裁剪，氧化，清洗基底材料碳纸，以乙酸锌为原料，以乙醇为溶剂，制成晶种溶液，将碳纸置于溶液浸泡、烘干，多次重复，最后烘干获得负载晶种的碳纸材料；S2.将硝酸锌溶液加入HMT，通过水热反应在负载晶种的碳纸材料上制备ZnO纳米棒阵列材料ZnO@CP；S3.加入葡萄糖为水热反应提供碳源，制得C掺杂的ZnO纳米棒阵列材料C‑ZnO@CP。本发明合成方法简单，并能够获得形貌结构好、碳掺杂可控、电导率优化的C‑ZnO@CP纳米棒阵列材料。

技术研发人员：胡明,杨煜,任贤萍,熊苗
受保护的技术使用者：江苏冠军科技集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29