[0005] 鉴于现有技术存在上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种氢氧化镍/石墨烯纳米复合材料及其制备方法、超级电容器电极及超级电容器。本发明利用水热法制得三维多孔的氢氧化镍/石墨烯纳米复合材料。本发明的氢氧化镍/石墨烯纳米复合材料作为超级电容器电极材料，有效提高了超级电容器的性能。氢氧化镍/石墨烯纳米复合材料的制备方法工艺简单、绿色环保、成本低。制备的氢氧化镍/石墨烯纳米复合材料呈片状，且氢氧化镍纳米片在石墨烯表面原位生长。
[0006] 本发明采用的技术方案是：
[0007] 一种氢氧化镍/石墨烯纳米复合材料，由基材石墨烯以及在石墨烯表面原位生长成的氢氧化镍纳米片组成，复合材料整体呈三维多孔结构。
[0008] 一种氢氧化镍/石墨烯纳米复合材料的制备方法，步骤包括：
[0009] 1)、将氧化石墨分散去离子水中，超声处理得到氧化石墨烯溶液即溶液A。
[0010] 2)、将镍盐溶于水中制得镍盐水溶液，然后将镍盐水溶液加入到溶液A中，超声处理得到溶液B；
[0011] 3)、将维生素C或柠檬酸三钠溶于水中制得溶液，然后将维生素C或柠檬酸三钠溶液加入溶液B中，超声处理得到溶液C；优选将维生素C溶液加入溶液B中，超声处理得到溶液C；
[0012] 4)、将尿素或六亚甲基四胺溶于水中制得溶液，然后将尿素溶液或六亚甲基四胺溶液加入溶液C中，超声处理得到溶液D；优选将后将尿素溶液加入溶液C中，超声处理得到溶液D；
[0013] 5)、将溶液D转移到反应釜中在90～240℃下反应8～24小时，优选在120～180℃下反应10～18小时；
[0014] 6)、产物洗涤，干燥后得到氢氧化镍/石墨烯纳米复合材料。
[0015] 所述步骤1)氧化石墨由改进的Hummers法制备，具体制备方法为：分别称取5.0g石墨和3.75g NaNO3放入1L的烧杯中，机械强力搅拌，缓慢加入150mL的浓硫酸，搅拌0.5小时，再缓慢加入20g的KMnO4，0.5小时加完，继续搅拌20小时后，反应物粘度增大，停止搅拌，得到浆糊状紫红色物质。放置5天后，分别缓慢加入500mL去离子水和30mL H2O2，此时溶液颜色变为较明显的亮黄色，待溶液充分反应后，离心、洗涤，得到氧化石墨烯。
[0016] 所述步骤1)中氧化石墨烯溶液的浓度为0.05～1.0mg/mL，优选0.1～0.8mg/mL；超声时间为30～60分钟，超声仪中水的温度为5～50℃；
[0017] 所述步骤2)中镍盐选自氯化镍、硝酸镍、醋酸镍中的一种或几种，镍盐浓度为0.04～0.6mol/L，优选0.1～0.4mol/L；超声时间为15～60分钟，超声仪中水的温度为5～50℃；
[0018] 所述步骤3)中维生素C或柠檬酸三钠溶液的浓度为0.14～0.85mol/L，优选0.2～0.6mol/L；超声时间为15～60分钟；超声仪中水的温度为5～50℃；步骤3)中也可以使用维生素C和柠檬酸三钠的混合溶液，混合溶液中维生素C和柠檬酸三钠的总浓度为0.14～
0.85mol/L，优选0.2～0.6mol/L；
[0019] 所述步骤4)中尿素或六亚甲基四胺溶液浓度为0.16mol/L～1.8mol/L，优选0.4～1.6mol/L；超声时间为15～60分钟；超声仪中水的温度为5～50℃；步骤4)中可以使尿素和六亚甲基四胺的混合溶液，混合溶液中尿素和六亚甲基四胺的总浓度为0.16～1.8mol/L，优选0.4～1.6mol/L；
[0020] 所述步骤6)中洗涤为分别用去离子水、乙醇沉降洗涤，60℃干燥，沉降洗涤；
[0021] 所述氧化石墨烯溶液、镍盐水溶液、维生素C或柠檬酸三钠溶液、尿素或六亚甲基四胺溶液的体积比为20：4：3：3。
[0022] 一种超级电容器电极，由氢氧化镍/石墨烯纳米复合材料制成；
[0023] 一种超级电容器，由包括氢氧化镍/石墨烯纳米复合材料制成的超级电容器电极制成。
[0024] 本发明的机理为：镍离子与氧化石墨烯表面的官能团结合，尿素在高温条件下分解、水解后产生大量OH-，OH-再与镍离子结合形成氢氧化镍，即氢氧化镍在石墨烯表面原位生长，形成以石墨烯为基材并在石墨烯表面原位生长成的氢氧化镍纳米片的纳米复合材料。
[0025] 本发明通过复合的方式在具有高比表面积和良好导电性的石墨烯表面负载过渡金属氢氧化物，制备石墨烯基复合材料。复合材料各组分间的协同效应可以使各组分互相扬长避短：同时结合双电层电容的高循环寿命、高功率密度、高稳定性以及赝电容的高比电容特性，从而提高超级电容器的综合性能。在石墨烯基复合材料中，在过渡金属氢氧化物电极中引入高导电性石墨烯可能增加其导电性；而如果石墨烯表面被过渡金属氢氧化物修饰(负载)，则石墨烯会被阻止重新堆积成厚片，这可以使其聚合最小化，电化学接触面积最大化。从这一点来说，合成的石墨烯/过渡金属氢氧化物纳米复合材料可以借鉴对方的优点，从而两电极材料性能共同提高。通过这种方式提高赝电容电极材料的利用率，改善了复合材料的性能。
[0026] 本发明与现有技术相比具有以下优点：
[0027] (1)所制得的氢氧化镍/石墨烯纳米复合材料整体呈三维多孔状，氢氧化镍纳米片直接在石墨烯表面原位生长；
[0028] (2)氢氧化镍纳米片在石墨烯表面原位生长可以阻止石墨烯的重堆积，提高了石墨烯的比表面积利用率；
[0029] (3)氢氧化镍纳米片在石墨烯表面原位生长，石墨烯可以提高氢氧化镍的导电率，从而改善其电化学性能；
[0030] (4)本发明的氢氧化镍/石墨烯纳米复合材料的制备方法简单、温和、绿色环保和成本低等优点。
