本發(fā)明屬于超級電容器電極正極材料，具體涉及一種富氧空位-nife-ldh@coni-ldh復(fù)合材料的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、超級電容器具有良好的性能指標(biāo)，如良好的充放電能力、強(qiáng)大的功率密度以及較長的循環(huán)壽命，在多個(gè)領(lǐng)域都獲得了廣泛的關(guān)注。然而，顯著低于鋰電池的能量密度限制了超級電容器的廣泛使用，在不犧牲功率密度的前提下提升能量密度是目前超級電容器研究和發(fā)展的主要課題。

2、層狀雙氫氧化物(ldh)具有較高的比表面積、易暴露的金屬位點(diǎn)和固有的離子遷移通道，是一種理想的超級電容器電極材料。然而，較窄的層間距和較差的導(dǎo)電性阻礙了電解質(zhì)離子和電子的傳質(zhì)速度，限制了氧化還原反應(yīng)的深度進(jìn)行，進(jìn)一步影響了材料的超級電容器性能。

3、沸石咪唑酯骨架結(jié)構(gòu)材料(zif)是一種含有金屬源和有機(jī)配體組合的金屬有機(jī)骨架化合物。由于其強(qiáng)有序擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)、高比表面積和具有獨(dú)特電子結(jié)構(gòu)，可成為合成ldh的自我犧牲模板。所得到的復(fù)合材料將有更多活性位點(diǎn)和傳輸通道，加速電化學(xué)反應(yīng)中離子/電子的快速擴(kuò)散，進(jìn)而有效改善材料的動力學(xué)性能和循環(huán)穩(wěn)定性。

4、空位的產(chǎn)生即材料出現(xiàn)缺陷，其中氧空位作為具有代表性的一種。當(dāng)電極材料表面結(jié)構(gòu)存在缺陷時(shí)，可促進(jìn)離子的傳質(zhì)過程，缺陷的形成不但擴(kuò)大了層間距離，增強(qiáng)了離子插層贗電容；還作為淺供體，存儲少量的電解液，縮短電解液離子的傳遞時(shí)間從而增強(qiáng)材料的電化學(xué)行為。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種富氧空位-nife-ldh@coni-ldh復(fù)合材料的制備方法及其應(yīng)用，該方法采用巧妙的刻蝕方法將nife-ldh納米顆粒錨定在十二面體形貌的coni-ldh上，后續(xù)的硼氫化鈉輔助還原策略成功制備了富含氧缺陷的富氧空位-nife-ldh@coni-ldh復(fù)合材料，制得的電極材料比電容高、倍率性能好、循環(huán)性能穩(wěn)定，對超級電容器的正極材料的制備具有實(shí)際指導(dǎo)意義。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種富氧空位-nife-ldh@coni-ldh復(fù)合材料的制備方法，該方法為：

3、s1、將硫酸鎳、硫酸亞鐵與去離子水混合進(jìn)行磁力攪拌，再加入氫氧化鈉溶液，將ph調(diào)至6.5，然后加入硼氫化鈉，繼續(xù)磁力攪拌后，得到溶液a；

4、s2、將s1中得到的溶液a離心后，將得到的固體物質(zhì)洗滌、干燥后，得到的黑色粉末，命名為nife-ldh；

5、s3、將硝酸鈷與甲醇混合，進(jìn)行磁力攪拌，得到溶液b；

6、s4、將2-甲基咪唑與甲醇混合，進(jìn)行磁力攪拌，得到溶液c，將所述溶液c轉(zhuǎn)移至s3中得到的溶液b中，磁力攪拌均勻，得到溶液d；

7、s5、將s4中得到的溶液d進(jìn)行陳化，然后離心，將得到的固體物質(zhì)洗滌、干燥后，得到紫色粉末，命名為zif-67；

8、s6、將s2中得到的nife-ldh分散于無水乙醇中，然后加入硝酸鎳，攪拌后，得到溶液e；

9、s7、將s5中得到的zif-67分散于無水乙醇中，得到溶液f，將所述溶液f轉(zhuǎn)移至s6中得到的溶液e中，磁力攪拌進(jìn)行反應(yīng)，然后離心，將得到的固體物洗滌、干燥后，得到綠色粉末，命名為nife-ldh@coni-ldh；

10、s8、將s7中得到的nife-ldh@coni-ldh浸入至含氫氧化鈉的硼氫化鈉水溶液中，進(jìn)行攪拌，反應(yīng)完成后進(jìn)行離心，將固體物洗滌、干燥后，得到深綠色粉末，即為富氧空位-nife-ldh@coni-ldh復(fù)合材料(ov-nife-ldh@coni-ldh復(fù)合材料)。

11、優(yōu)選地，s1中所述硫酸鎳、硫酸亞鐵、硼氫化鈉和去離子水的用量比為297.5mg：314.7mg：1200mg：20ml；所述磁力攪拌的時(shí)間均為10min～60min，轉(zhuǎn)速均為400r/min～600r/min。

12、優(yōu)選地，s2中所述離心的轉(zhuǎn)速為5000r/min～8000r/min，離心時(shí)間為2min～5min；所述洗滌的方法為：經(jīng)去離子水洗滌3～4次后，再經(jīng)無水乙醇洗滌3～4次；所述干燥的溫度為60℃～70℃，干燥的時(shí)間為12h～24h。

13、優(yōu)選地，s3中所述硝酸鈷、甲醇的用量比為2.91g：250ml；所述磁力攪拌的時(shí)間為10min～30min，轉(zhuǎn)速為400r/min～600r/min。

14、優(yōu)選地，s4中所述2-甲基咪唑、甲醇的用量比為3.28g：250ml；所述磁力攪拌的時(shí)間均為10min～30min，轉(zhuǎn)速均為400r/min～600r/min。

15、優(yōu)選地，s5中所述陳化的時(shí)間為12h～36h，所述離心的轉(zhuǎn)速為5000r/min～8000r/min，離心時(shí)間為2min～5min；所述洗滌的方法為：經(jīng)甲醇洗滌3～4次后，再經(jīng)無水乙醇洗滌3～4次；所述干燥的溫度為60℃～70℃，干燥的時(shí)間為12h～24h。

16、優(yōu)選地，s6中所述nife-ldh、硝酸鎳、無水乙醇的用量比為10mg：900mg：25ml；所述攪拌時(shí)間為10min～30min，轉(zhuǎn)速為400r/min～600r/min。

17、優(yōu)選地，s7中所述zif-67、無水乙醇的用量比為200mg：100ml；所述攪拌的時(shí)間為1h～3h，所述離心的轉(zhuǎn)速為5000r/min～8000r/min，離心時(shí)間為2min～5min；所述洗滌的方法為：經(jīng)無水乙醇洗滌6～7次；所述干燥的溫度為60℃～70℃，干燥的時(shí)間為12h～24h。

18、優(yōu)選地，s8中所述含氫氧化鈉的硼氫化鈉水溶液中硼氫化鈉、氫氧化鈉和去離子水的用量比378.3mg：200mg：20ml；所述攪拌時(shí)間為0.5h～1.5h，轉(zhuǎn)速為400r/min～600r/min；所述離心的轉(zhuǎn)速為5000r/min～8000r/min，離心時(shí)間為2min～5min；所述洗滌的方法為：經(jīng)去甲醇洗滌3～4次后，再經(jīng)無水乙醇洗滌3～4次；所述干燥的溫度為60℃～70℃，干燥的時(shí)間為12h～24h。

19、本發(fā)明還提供了上述方法制備的富氧空位-nife-ldh@coni-ldh復(fù)合材料的應(yīng)用，所述富氧空位-nife-ldh@coni-ldh復(fù)合材料應(yīng)用在超級電容器正極中；在1a·g-1的電流密度下比電容為1307.2f·g-1～1417.6f·g-1，5000次循環(huán)后電容保持率為70.5％～82.7％。

20、本發(fā)明將zif-67作為模板，定點(diǎn)轉(zhuǎn)化為coni-ldh，并在其表面錨定nife-ldh，以減少ldh在充放電過程中的片層堆疊，后續(xù)的硼氫化鈉輔助還原策略成功引入氧缺陷，從而有效提高材料的導(dǎo)電性和循環(huán)性能。

21、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

22、本發(fā)明以zif-67為前驅(qū)體，通過采用巧妙的刻蝕技術(shù)將nife-ldh納米顆粒錨定在十二面體形貌的coni-ldh上，后續(xù)的硼氫化鈉輔助還原策略成功制備了富含氧缺陷的ov-nife-ldh@coni-ldh復(fù)合材料，其中氧缺陷可以增加電化學(xué)活性位點(diǎn)，降低材料本身的電阻，從而提高電化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)。通過這種精準(zhǔn)構(gòu)造表面缺陷的方法所制得的電極材料比電容高、倍率性能好、循環(huán)性能穩(wěn)定，對超級電容器的正極材料的制備具有實(shí)際指導(dǎo)意義。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。