一种超薄多孔二维层状过渡金属氧化物纳米片阵列材料的拓扑制备方法
专利汇可以提供一种超薄多孔二维层状过渡金属氧化物纳米片阵列材料的拓扑制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种以超薄二维层状过渡金属氢 氧 化物纳米阵列材料为前体，通过高温 焙烧 一步拓扑制备超薄多孔二维层状过渡金属氧化物纳米片阵列材料的方法。所述方法通过电化学沉积的方法，在基底上均匀有序的生长层状金属氢氧化物纳米阵列材料，并且在高温焙烧下，由于分子间脱 水 进而在表面形成均一多孔结构。通过控制合成方法，可调控生成纳米阵列材料的厚度，得到均匀超薄层状纳米阵列材料，并且通过高温焙烧到了拥有极大的 比表面积 、独特的介孔结构、以及优良的电化学性能的结构新颖的过渡金属氧化物 纳米材料 ，可广泛应用于气体隔膜 传感器 和储能等领域。，下面是一种超薄多孔二维层状过渡金属氧化物纳米片阵列材料的拓扑制备方法专利的具体信息内容。
1.一种超薄多孔二维层状过渡金属氧化物纳米片阵列材料的拓扑制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将0.02-0.2mmol过渡金属盐超声分散在50-100mL去离子水中；
步骤2：通过电化学合成法，步骤1配制的溶液为电解液，以基底作为工作电极，铂丝为辅助电极，饱和甘汞或饱和银/氯化银为参比电极，负压范围为-0.8至-2V，沉积时间80-
100s，得到厚度分布在1-20nm的二维层状过渡金属氢氧化物纳米阵列材料，洗涤并干燥；
步骤3：将步骤2得到的超薄二维层状过渡金属氢氧化物纳米阵列材料置于马弗炉中，
300-600℃焙烧0.5-4h得到超薄多孔二维层状过渡金属氧化物纳米片阵列材料，同时可以根据所得到的前体超薄二维层状过渡金属氢氧化物纳米阵列材料的厚度，以及在焙烧过程中由于层板脱水以及氧化物的团聚，形成厚度分布在1-20nm、孔径分布在20-100nm的超薄多孔二维层状过渡金属氧化物纳米片阵列材料。
2.根据权利要求1所述的超薄多孔二维层状过渡金属氧化物纳米片阵列材料的拓扑制备方法，其特征在于，步骤1中的所述过渡金属盐为Co(NO3)2、Ni(NO3)2、Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、Mn(NO3)2、V(NO3)3、Cr(NO3)3、CoCl2、NiCl2、FeCl2、CuCl2、TiCl4、MnCl2、VCl3、MoCl5、CoSO4、NiSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3、MnSO4、CuSO4中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的超薄多孔二维层状过渡金属氧化物纳米片阵列材料的拓扑制备方法，其特征在于，步骤2中的所述超薄二维层状过渡金属氢氧化物纳米阵列材料为CoⅡCoⅢ-LDH、CoFe-LDH、CoMn-LDH、CoNi-LDH、CoTi-LDH、CoV-LDH、CoMo-LDH、NiFe-LDH、NiTi-LDH、NiV-LDH、NiMn-LDH、NiMo-LDH、FeV-LDH、FeCr-LDH、CuFe-LDH、CuCo-LDH、CuMn-LDH、CuV-LDH、CuCr-LDH、CuMo-LDH、Co(OH)2、Ni(OH)2、FeOOH中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的超薄多孔二维层状过渡金属氧化物纳米片阵列材料的拓扑制备方法，其特征在于，步骤3中的超薄多孔二维层状过渡金属氧化物纳米片阵列材料为：
CoO、Co3O4、CoFe2O4、CoMn2O4、CuMoO4、NiCo2O4、CoTiO3、CoV2O4、NiO、NiFe2O4、NiMoO4、NiTiO3、NiV2O6、NiMn2O4、FeO、Fe2O3、Fe3O4、FeV2O6、CuFe2O4、CuCo2O4、CuMn2O4、CuMoO4中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的超薄多孔二维层状过渡金属氧化物纳米片阵列材料的拓扑制备方法，其特征在于，步骤2中的所述基底为泡沫镍，泡沫铜，泡沫铁或泡沫铝中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的超薄多孔二维层状过渡金属氧化物纳米片阵列材料的拓扑制备方法，其特征在于，步骤3中的马弗炉升温速率为1至10℃/min。
一种超薄多孔二维层状过渡金属氧化物纳米片阵列材料的拓
扑制备方法
技术领域
背景技术
1.5V，而锂离子电池则可高达3.9V；②比能量高，为传统锌负极电池的2到5倍；③工作温度范围宽，锂原电池一般能在-40℃到70℃下工作；④比功率大，可以大电流放电；⑤放电平稳，大多数锂一次电池具有平稳的放电曲线；⑥储存时间长，预期可达10年。由于锂离子电池的诸多优点，使得锂离子电池电极材料的得到了飞速的发展。锂离子电池正极材料大致分为三类：一维隧道结构，如LiFePO4，由于其安全性较高而被广泛应用，但该类材料导电性差，且容量较低；二维层状结构，如LiMO2(M＝Co、Ni、Mn等)，这类层状材料有着优异的电化学性能，同时存在着热稳定性差的特点；三维框架结构正极材，如LiMn2O4和Li3V2(PO4)3，高倍率充放电性能好，比容量较大，循环稳定性较差，衰减较为严重。这三类正极材料由于性能不同而应用于不同器件。而负极材料中，研究最多的是碳类材料，从石墨到石墨烯，再到碳纳米管，该类负极材料表现出优异的稳定性，但是其容量有限不能满足于人们需求。因此，替代负极材料的研究越来越得到人们的关注。锂负极材料表现出较高的比容量，但该材料充放电过程中在锂表面所形成的枝晶容易引发的安全问题。同时，硅基、锡基材料等都表现出优异的电化学性能，但其充放电过程中体积膨胀较为严重，容易引发安全问题。而作为新型替代材料，过渡金属氧化物，过渡金属硫化物引起人们的广泛关注。
发明内容
具体实施方式
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