一种3DOM类石墨烯碳担载的单分散NiO纳米晶材料、制备及应用的制作方法

技术特征：
1.一种三维有序大孔类石墨烯碳担载的单分散nio纳米晶材料，其特征在于：nio纳米晶为直径约为5nm的微小颗粒，以单分散形式均匀地内嵌于具有三维有序大孔结构3dom的石墨烯碳基载体材料的孔壁内，即最终产品孔壁由连续相的类石墨烯碳层包覆单分散nio纳米粒子构成，3dom石墨烯碳载体的一级孔径为280～300nm，二级孔径为50～90nm，孔壁厚度50～60nm，孔壁具有介孔，介孔孔径集中在3～5nm，比表面积为180～220m
2 g
–1。2.按照权利要求1所述的一种三维有序大孔类石墨烯碳担载的单分散nio纳米晶材料，其特征在于：nio纳米晶的负载质量百分数达到63wt％。3.权利要求1所述的一种三维有序大孔类石墨烯碳担载的单分散nio纳米晶材料的制备方法，其特征在于，采用聚甲基丙烯酸甲酯微球模板法制备，具体包括以下步骤：(1)称取ni(no3)2·
6h2o溶解于去离子水中，然后加入柠檬酸搅拌充分络合，记作溶液a，其中ni(no3)2·
6h2o与柠檬酸的浓度分别为1
–
3mol l
–1和1
–
3mol l
–1；(2)将pmma加入到溶液a中浸渍4h，抽滤并在室温下充分干燥，得到前驱物；(3)将所得前驱物置于管式炉中通过焙烧获得ni和碳的复合材料，焙烧条件为：氩气气氛下，以10℃min
–1的速率从室温升至500℃，并在500℃保温30min，然后自然冷却至室温；(4)将步骤(3)所得材料在马弗炉中低温热处理得到目标材料，焙烧条件为：空气气氛下，以1℃min
–1的速率从室温升至200℃，并在200℃保温24h，然后自然冷却至室温；即得到一种三维有序大孔类石墨烯碳担载的单分散nio纳米晶材料。4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，ni(no3)2·
6h2o与柠檬酸的浓度分别为2mol l
–1、1mol l
–1。5.权利要求1或2所述的一种三维有序大孔类石墨烯碳担载的单分散nio纳米晶材料的应用，其特征在于，碱金属离子电池负极材料。6.按照权利要求5所述的应用，其特征在于，用于锂离子、钠离子电池负极材料。

技术总结
一种3DOM类石墨烯碳担载的单分散NiO纳米晶材料、制备及应用，属于电化学能源存储及微、纳米功能材料技术领域。该三维有序大孔结构材料由NiO纳米颗粒和类石墨烯碳材料复合形成，具体地其孔壁由连续相的类石墨烯碳层包覆粒径约为5nm的单分散NiO纳米粒子构成。制备方法为：(i)将聚甲基丙烯酸甲酯微球自组装形成的模板浸渍在含有柠檬酸络合剂的硝酸镍溶液中，过滤、干燥后得到前驱体；(ii)将所得前驱体在惰性气氛中焙烧后再于空气中低温热处理得到目标材料。该三维有序大孔类石墨烯碳担载的NiO纳米晶材料作为锂离子、钠离子等碱金属离子电池电极显示出优异的电化学储能性能。子电池电极显示出优异的电化学储能性能。


技术研发人员：吉科猛 刘召召 王疆 吴梦倩 刘心宇 陈明鸣 王成扬
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：2021.06.09
技术公布日：2021/10/23