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申请/专利权人：哈尔滨理工大学

摘要：本发明公开了基于钒金属有机框架衍生的钒镍钴硫化物中空纳米管阵列泡沫镍的制备及在超级电容器中的应用，本发明的目的是为了解决过渡金属硫化物在循环过程中体积易发生膨胀，从而导致电容衰减和循环稳定性降低的问题。本发明主要包括：一、种子层法和溶剂热法制备镍掺杂钒金属有机框架（VNi‑MOF）纳米棒阵列泡沫镍；二、离子刻蚀法制备VNiCo‑OH中空纳米管阵列泡沫镍；三、水热硫化法制备VNiCo‑S中空纳米管阵列泡沫镍。本发明具有合成工艺简单，成本低，产率高及无需后续处理等优势，由于所得材料的中空管状形貌和多金属的协同效应，钒镍钴硫化物中空纳米管阵列泡沫镍表现出优异的电化学性能。在1Ag‑1时获得了1558.4Cg‑1的比电容，在10Ag‑1条件下10,000次循环后仍具有88.4%的优异循环性能。在两电极体系中，当功率密度为664Wkg‑1时，VNiCo‑SAC能量密度可达93.5Whkg‑1。

主权项：1.基于钒金属有机框架衍生的钒镍钴硫化物中空纳米管阵列泡沫镍的制备方法，其特征在于基于钒金属有机框架衍生的钒镍钴硫化物中空纳米管阵列泡沫镍作为超级电容器材料的制备方法是按以下步骤进行的：一、种子层法和溶剂热法制备VNi-MOF纳米棒阵列泡沫镍分别用无水乙醇、丙酮、3M盐酸和去离子水清洗泡沫镍。然后，将含有0.1~2.0mmol的乙酰丙酮氧钒、0.1~2.0mmol的偏钒酸铵和0.2~4.0mmol的对苯二甲酸的60~90mL的N,N-二甲基甲酰胺溶液充分搅拌，形成均匀的种子层溶液，并将清洗后的泡沫镍浸入种子层溶液中保持30s。随后，将泡沫镍放置在管式炉中空气气氛350℃退火处理1h，在泡沫镍上获得种子层；其特征在于退火的升温速率为每分钟5℃。之后，将0.2~4.0mmol的对苯二甲酸溶解在80mL的N,N-二甲基甲酰胺溶液中，搅拌30分钟，并加入0.1~2.0mmol的乙酰丙酮氧钒和0.1~2.0mmol的偏钒酸铵，直至反应物完全溶解。将混合溶液和带有种子层的泡沫镍转移到100mL的高压釜中，在160℃下加热12~48h得到VNi-MOF纳米棒阵列泡沫镍；二、离子刻蚀法制备VNiCo-OH中空纳米管阵列泡沫镍将0.2~1.8mmol的六水合硝酸钴、1.0~5.0mmol尿素和1.0~4.0mmol氟化铵分散到50~70mL的去离子水中，得到均匀的溶液，将VNi-MOF纳米棒阵列泡沫镍和溶液转移到100mL的高压釜中，在120℃下加热6~12h得到VNiCo-OH中空纳米管阵列泡沫镍；三、水热硫化法制备VNiCo-S中空纳米管阵列泡沫镍将VNiCo-OH中空纳米管阵列泡沫镍加入到含有60~80mL去离子水和6~30mmol九水合硫化钠的溶液中，转移到100mL反应釜中，在60~120℃下加热2~10h得到VNiCo-S中空纳米管阵列泡沫镍。

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百度查询： 哈尔滨理工大学 基于钒金属有机框架衍生的钒镍钴硫化物中空纳米管阵列/泡沫镍的制备及应用