br>[0042]實(shí)施例3
[0043](1)將0.75g醋酸錳溶解在50mL去離子水中，然后再加入Ν，Ν，Ν’，N’ -四(2-羥丙基)乙二胺(所得濃度為0.18mol L ')，該溶液在30°C恒溫水浴中攪拌20分鐘；
[0044](2)將處理過(guò)的泡沫鎳基底浸入步驟(1)溶液中；
[0045](3)將15mL的濃度為0.41mol L 1氫氧化鉀溶液逐滴緩慢的加入(滴加速度0.04mL/min)攪拌狀態(tài)下的步驟(2)溶液中，得到溶液A ;
[0046](4)將25mL的濃度為0.12mo 1 L 1過(guò)硫酸銨溶液逐滴緩慢的加入(滴加速度0.04mL/min)攪拌狀態(tài)下的溶液A中，攪拌12小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后對(duì)金屬片進(jìn)行超聲處理，對(duì)未生長(zhǎng)在基底上的二氧化錳去除掉，最后獲得了泡沫鎳原位附著二氧化錳的超級(jí)電容器電極材料。金屬基底上刮下來(lái)的粉末樣品經(jīng)過(guò)XRD表征，材料為二氧化猛中的δ-Μη(νΚ，且高倍掃描照片證明二氧化錳納米片陣列均勻的長(zhǎng)在了金屬基底上。
[0047]實(shí)施例4
[0048](1)將1.0g醋酸錳溶解在50mL去離子水中，然后再加入乙二胺四乙酸鈉(所得濃度為0.20mol L ')，該溶液在30°C恒溫水浴中攪拌20分鐘；
[0049](2)將處理過(guò)的泡沫鎳基底浸入步驟(1)溶液中；
[0050](3)將10mL的濃度為0.5mol L 1氫氧化鈉溶液逐滴緩慢的加入(滴加速度0.04mL/min)攪拌狀態(tài)下的步驟(2)溶液中，得到溶液A ;
[0051 ] (4)將30mL的濃度為0.24mo 1 L 1過(guò)硫酸鉀溶液逐滴緩慢的加入(滴加速度0.04mL/min)攪拌狀態(tài)下的溶液A中，攪拌20小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后對(duì)金屬片進(jìn)行超聲處理，對(duì)未生長(zhǎng)在基底上的二氧化錳去除掉，最后獲得了泡沫鎳原位附著二氧化錳的超級(jí)電容器電極材料。金屬基底上刮下來(lái)的粉末樣品經(jīng)過(guò)XRD表征，材料為二氧化猛中的δ-Μη(νΚ，且高倍掃描照片證明二氧化錳納米片陣列均勻的長(zhǎng)在了金屬基底上。
[0052]實(shí)施例5
[0053](1)將2.0g醋酸錳溶解在50mL去離子水中，然后再加入乙二胺四乙酸鈉(所得濃度為0.32mol L ')，該溶液在30°C恒溫水浴中攪拌20分鐘；
[0054](2)將處理過(guò)的泡沫鎳基底浸入步驟(1)溶液中；
[0055](3)將50mL的濃度為1.04mo 1 L 1氫氧化鈉溶液逐滴緩慢的加入(滴加速度0.06mL/min)攪拌狀態(tài)下的步驟(2)溶液中，得到溶液A ;
[0056](4)將10mL的濃度為0.48mol L 1過(guò)硫酸銨溶液逐滴緩慢的加入(滴加速度0.06mL/min)攪拌狀態(tài)下的溶液A中，攪拌20小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后對(duì)金屬片進(jìn)行超聲處理，對(duì)未生長(zhǎng)在基底上的二氧化錳去除掉，最后獲得了泡沫鎳原位附著二氧化錳的超級(jí)電容器電極材料。金屬基底上刮下來(lái)的粉末樣品經(jīng)過(guò)XRD表征，材料為二氧化猛中的δ-Μη(νΚ，且高倍掃描照片證明二氧化錳納米片陣列均勻的長(zhǎng)在了金屬基底上。
[0057]實(shí)施例6
[0058](1)將0.49g醋酸錳溶解在50mL去離子水中，然后再加入乙二胺四乙酸鈉(所得濃度為0.lOmol L 3，在40°C恒溫水浴中攪拌20分鐘;
[0059](2)將處理過(guò)的不銹鋼網(wǎng)基底浸入步驟(1)溶液中；
[0060](3)將30mL的濃度為0.26mo 1 L 1氫氧化鈉溶液逐滴緩慢的加入(滴加速度0.06mL/min)攪拌狀態(tài)下的步驟(2)溶液中，得到溶液A ;
[0061](4)將50mL的濃度為0.12mol L 1過(guò)硫酸鉀溶液逐滴緩慢的加入(滴加速度0.06mL/min)攪拌狀態(tài)下的溶液A中，攪拌8小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后對(duì)金屬片進(jìn)行超聲處理，對(duì)未生長(zhǎng)在基底上的二氧化錳去除掉，最后獲得了不銹鋼網(wǎng)上原位附著二氧化錳的超級(jí)電容器電極材料。金屬基底上刮下來(lái)的粉末樣品經(jīng)過(guò)XRD表征，材料為二氧化猛中的δ-Μη02相，且高倍掃描照片證明二氧化錳納米片陣列均勻的長(zhǎng)在了金屬基底上。
[0062]實(shí)施例7
[0063](1)將0.49g醋酸錳溶解在50mL去離子水中，然后再加入乙二胺四乙酸鈉(所得濃度為0.08mol L 3，在50°C恒溫水浴中攪拌20分鐘；
[0064](2)將處理過(guò)的鈦片基底浸入步驟(1)溶液中；
[0065](3)將30mL的濃度為0.26mo 1 L 1氫氧化鈉溶液逐滴緩慢的加入(滴加速度0.08mL/min)攪拌狀態(tài)下的步驟(2)溶液中；
[0066](4)將25mL的濃度為0.12mo 1 L 1過(guò)硫酸鉀溶液逐滴緩慢的加入(滴加速度0.08mL/min)攪拌狀態(tài)下的溶液A中，攪拌12小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后對(duì)金屬片進(jìn)行超聲處理，對(duì)未生長(zhǎng)在基底上的二氧化錳去除掉，最后獲得了鈦片上原位附著二氧化錳的超級(jí)電容器電極材料。金屬基底上刮下來(lái)的粉末樣品經(jīng)過(guò)XRD表征，材料為二氧化猛中的δ-Μη(νΚ，且高倍掃描照片證明二氧化錳納米片陣列均勻的長(zhǎng)在了金屬基底上。
[0067]本發(fā)明所述的金屬基底上負(fù)載金屬氧化物納米片陣列通過(guò)三電極測(cè)試法進(jìn)行測(cè)試:用本發(fā)明制備的負(fù)載二氧化猛納米片陣列的金屬片作為工作電極，以ImolL % Na 2S04溶液作為電解液，用鉑電極作為對(duì)電極，用飽和甘汞電極作為參比電極，電勢(shì)窗口 -0.1?0.8V ;負(fù)載其他氧化物納米片陣列的金屬片為工作電極時(shí)，所用的電解液為3molL 1的Κ0Η溶液，用鉑電極作為對(duì)電極，用飽和甘汞電極作為參比電極，電勢(shì)窗口 0?0.5V，電化學(xué)工作站用 IVIUMSTAT (Ivium Technologies, Netherlands) ο
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種金屬基底上低溫原位生長(zhǎng)的金屬氧化物材料，其由如下步驟制備得到: (1)對(duì)金屬基底進(jìn)行前處理:先將金屬基底用丙酮超聲處理30?60分鐘去油，之后浸入6?lOmol L 1鹽酸水溶液中去除氧化物保護(hù)層；最后用去離子水和無(wú)水乙醇分別清洗，干燥后備用； (2)將0.25?2g金屬鹽和絡(luò)合劑溶解在50mL去離子水中，在恒溫水浴中攪拌20?30分鐘; (3)將步驟(1)處理過(guò)的金屬基底浸入到步驟(2)得到的溶液中； (4)將體積為10?50mL的沉淀劑溶液逐滴緩慢的加入到攪拌狀態(tài)下的步驟(3)得到的溶液中； (5)將10?50mL氧化劑溶液逐滴緩慢的加入到攪拌狀態(tài)下的步驟(4)得到的溶液中，再繼續(xù)攪拌5?20小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后對(duì)金屬基底進(jìn)行超聲處理，將未生長(zhǎng)在基底上的金屬氧化物去除掉，最后獲得了金屬基底低溫原位生長(zhǎng)的金屬氧化物材料。2.如權(quán)利要求1所述的一種金屬基底上低溫原位生長(zhǎng)的金屬氧化物材料，其特征在于:步驟(1)中所述的金屬基底為泡沫鎳、不銹鋼網(wǎng)或鈦片。3.如權(quán)利要求1所述的一種金屬基底上低溫原位生長(zhǎng)的金屬氧化物材料，其特征在于:步驟(2)中所述的金屬鹽為醋酸錳、硫酸錳、硝酸鈷、醋酸鈷、硫酸鈷或硫酸亞鐵。4.如權(quán)利要求1所述的一種金屬基底上低溫原位生長(zhǎng)的金屬氧化物材料，其特征在于:步驟(2)中所述的恒溫水浴的溫度為30?50°C。5.如權(quán)利要求1所述的一種金屬基底上低溫原位生長(zhǎng)的金屬氧化物材料，其特征在于:步驟(2)中所述的絡(luò)合劑為乙二胺四乙酸鈉、Ν, Ν，Ν’，N’ -四(2-羥丙基)乙二胺中的一種或兩種的混合；絡(luò)合劑溶液的濃度為0.04?0.32mol L \6.如權(quán)利要求1所述的一種金屬基底上低溫原位生長(zhǎng)的金屬氧化物材料，其特征在于:步驟(4)中所述的沉淀劑為氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或兩種的混合；沉淀劑的濃度為0.13?1.04mol L S沉淀劑滴加速度為0.04?0.08mL/min。7.如權(quán)利要求1所述的一種金屬基底上低溫原位生長(zhǎng)的金屬氧化物材料，其特征在于:步驟(5)中所述的氧化劑為過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀、過(guò)氧化氫中的一種或多種混合；氧化劑的濃度為0.06?0.48mol L S氧化劑滴加速度為0.04?0.08mL/min。8.如權(quán)利要求1所述的一種金屬基底上低溫原位生長(zhǎng)的金屬氧化物材料，其特征在于:步驟(5)中所述的金屬氧化物為二氧化錳、四氧化三鈷、錳酸鈷、鈷酸錳或三氧化二鐵。9.權(quán)利要求1?8任何一項(xiàng)所述的一種金屬基底上低溫原位生長(zhǎng)的金屬氧化物材料在超級(jí)電容器電極材料方面的應(yīng)用。
【專利摘要】一種金屬基底(泡沫鎳，不銹鋼網(wǎng)或鈦片)上低溫原位生長(zhǎng)的金屬氧化物材料及其在超級(jí)電容器電極材料方面的應(yīng)用，屬于超級(jí)電容器電極材料制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的目的在于提供一種低溫條件下金屬基底上一步原位生長(zhǎng)的多級(jí)孔金屬氧化物納米片陣列材料，該材料電容比容量高，內(nèi)阻小，且循環(huán)性能好。另外該合成方法簡(jiǎn)單，易于控制二氧化錳在金屬基底上的負(fù)載量，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本較低，便于工業(yè)化，具有較高潛在的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
【IPC分類】H01G11/46, H01G11/86
【公開(kāi)號(hào)】CN105355455
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510727931
【發(fā)明人】張宗弢, 王潤(rùn)偉, 蔣尚
【申請(qǐng)人】吉林大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年11月2日