一种钼酸镍/石墨烯复合材料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种复合材料，具体是指一种钼酸镍/石墨烯复合材料的制备方法。
【背景技术】
[0002] 超级电容器作为一种新型储能元件，相比传统物理电容器和电池，具有功率更高、 充放电更快速、寿命更长和维护成本更低等优点，其中优良的电极材料是其核心。当前钼酸 镍NiM〇04作为一种新型的超级电容器电极材料，由于其高电化学活性、低成本和对环境友 好的特点，受到越来越多的关注。但金属氧化物由于导电性差会导致作为电极使用时电容 量较低，倍率特性和循环性能不令人满意。由于石墨烯具有高的电导性、良好的机械性能和 高比表面积，通过在钼酸镍中添加石墨烯制成复合电极材料，而且通过对石墨烯掺杂N元 素，改善石墨烯团聚现象，这些将能有效改善电极的电性能。
[0003] 中国专利申请号为201410049245.3，专利名称为"一种钼酸镍与石墨烯纳米复合 材料的制备方法"的技术方案中的制备方法，包括：（1)氧化石墨烯分散于去离子水中，超 声；（2)在超声完成后的氧化石墨烯溶液中加入NiC12 · 6H20和去离子水，搅拌；（3)向上述 溶液中加入Na2Mo04 · 2H20,继续搅拌，然后加入反应釜中120-180°C反应8-15h;(4)反应结 束后， 冷却至室温，离心所得到的产物，分别用去离子水和乙醇溶剂洗涤，并干燥，即得钼酸 镍与石墨烯纳米复合材料，该方法合成钼酸镍的前体物为氯化镍和钼酸钠，结合硕士论文 (朝洁.石墨稀/钼酸盐基电极材料的制备及其在超级电容器中的应用[D].上海：东华大 学，2014:43)可知，该方法制备的复合电极材料在lA/g的比电容为1054.4F/g，在10A/g 时电容保存率为64.82%，该方法中制备得到的纳米复合材料为棒状结构，可以有效抑制石 墨烯片层的团聚及改善NiM〇04作电极材料时循环稳定性差的问题，但是，棒状结构对导电 性能以及电容保存率均有一定的限制。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种电容量高，倍率特性和循环性能均较优的钼酸镍/石 墨烯复合材料的制备方法，以及制得的钼酸镍/石墨烯复合材料的应用。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案： 一种钼酸镍/石墨烯复合材料的制备方法，包括如下步骤： 51、 将氧化石墨烯溶于去离子水中，经超声分散后制得氧化石墨烯溶液备用； 52、 在上述氧化石墨烯溶液中加入醋酸镍搅拌均匀后，分别添加钼酸铵和尿素，分别搅 拌均匀后得到的混合溶液转移至加压釜中，并放置于烘箱中处理； 53、 将S2中得到的物质取出冷至室温后，进行离心，将下层固体颗粒进行洗涤，并真空 干燥即可。
[0006] 其中，S1中，氧化石墨烯溶液的浓度为0.95~1.lmg/ml。
[0007]优选地，S2中的加压釜为带聚四氟乙烯内衬的加压釜。
[0008] 进一步地，S2中，氧化石墨烯溶液与醋酸镍的体积质量比为10:0.15~0.30ml/g， 两者混合后搅拌时间为1.5h。
[0009]进一步地，醋酸镍与钼酸铵以及尿素的的质量比为0.15~0.30:0.10~0.25 : 0.15~0.30，且在氧化石墨烯溶液与醋酸镍搅拌1.5h后，加入所述钼酸铵并搅拌lh，再加入 尿素，继续搅拌1h。
[0010]进一步地，S2中的混合溶液在温度为140~180 °C的烘箱内静置10~24 h。
[0011] 优选地，S3中真空干燥的温度为60 ± 1°。
[0012] 作为一种优选的技术方案，一种钼酸镍/石墨烯复合电极材料的制备方法，包括如 下步骤： 51、 将氧化石墨烯溶于去离子水中，经超声分散后得到1mg/mL的氧化石墨烯溶液备 用； 52、 在上述氧化石墨烯溶液中加入醋酸镍，该氧化石墨烯溶液与醋酸镍的体积质量比 为10:0.25ml/g，磁力搅拌1.5h后再加入钼酸铵，搅拌lh后再加入尿素，其中，醋酸镍、钼酸 铵以及尿素的质量比为0.25: 0.20: 0.24,继续搅拌1h，最终将混合液转移到带聚四氟乙 烯内衬的加压釜中，在烘箱中160 °C静置1Oh; 53、 将加压釜从烘箱取出冷至室温后，将釜内混合物进行离心，倒掉上层清液，取下层 固体颗粒再分别用去离子水和无水乙醇清洗数次，最后在60 °C真空干燥至恒重即可。
[0013] 本制备方法制备的钼酸镍/石墨烯复合材料为钼酸镍/掺N石墨烯复合材料，可用 作超级电容器的电极材料，本技术方案提供的钼酸镍/石墨烯复合电极材料是采用水热法， 以氧化石墨烯作为石墨烯的前体物，醋酸镍和钼酸铵作为合成钼酸镍的前体物，尿素作为 合成钼酸镍的促进剂和形貌调变剂，MV作为石墨烯掺N改性的前体物，得到的钼酸镍/石墨 烯复合材料为片状结构，导电性能更优，同时也避免了石墨烯片层的团聚，较钼酸镍电极材 料单独作为电极使用时，在电流密度为1A/g时的比电容增加，将电流密度增大到8A/g时 依然能保持较高的电容，远优于钼酸镍单独作为电极时的电化学活性。
【具体实施方式】
[0014] 以下结合实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限 定。
[0015] 实施例1 一种钼酸镍/石墨烯复合材料的制备方法，包括如下步骤： 51、 将氧化石墨烯溶于去离子水中，经超声分散后得到1mg/mL的氧化石墨烯溶液备 用； 52、 在上述氧化石墨烯溶液10ml中加入0.25g醋酸镍，磁力搅拌1.5h后再加入0.2g钼 酸铵，搅拌lh后再加入0.24g尿素，继续搅拌1h，最终将混合液转移到带聚四氟乙烯内衬的 加压釜中，在烘箱中160 °C静置10h; 53、 将加压釜从烘箱取出冷至室温后，将釜内混合物进行离心，倒掉上层清液，取下层 固体颗粒再分别用去离子水和无水乙醇清洗数次，最后在60 °C真空干燥至恒重即可。 [0016] 实施例2 一种钼酸镍/石墨烯复合材料的制备方法，包括如下步骤： 51、 将氧化石墨烯溶于去离子水中，经超声分散后得到0.95mg/mL的氧化石墨烯溶液 备用； 52、 在上述氧化石墨烯溶液10ml中加入0.15g醋酸镍，磁力搅拌1.5h后再加入0.1g钼 酸铵，搅拌lh后再加入0.15g尿素，继续搅拌1h，最终将混合液转移到带聚四氟乙烯内衬的 加压釜中，在烘箱中160 °C静置24h; 53、 将加压釜从烘箱取出冷至室温后，将釜内混合物进行离心，倒掉上层清液，取下层 固体颗粒再分别用去离子水和无水乙醇清洗数次，最后在60 °C真空干燥至恒重即可。
[0017] 实施例3 一种钼酸镍/石墨烯复合材料的制备方法，包括如下步骤： 51、 将氧化石墨烯溶于去离子水中，经超声分散后得到1.lmg/mL的氧化石墨烯溶液备 用； 52、 取上述氧化石墨烯溶液10mL，