[0021] 为对本发明进行更好地说明,举实施案例如下,如下实施案例是对本发明的进一步说明,而不限制本发明的范围。
[0022] 实施例1
[0023] ①将市售的泡沫镍剪成1×4cm的尺寸,用3mol/L的盐酸超声处理30分钟,去除表面的氧化物。再用无水乙醇、去离子水交替清洗,真空干燥备用。
[0024] ②将0.10mmol的Se粉加入到18mL浓度为0.07mol/L的NaOH溶液中,室温下超声10min。将混合溶液转移至容积为25mL的带有对位聚苯内衬的反应釜中,在220℃下水热处理24h,获得浓度均一的反应溶液。
[0025] ③待步骤②中的获得的反应溶液自然冷却后,再将预处理的泡沫镍放入其中,在220℃下水热处理12h。反应后自然冷却到室温后,用无水乙醇、去离子水洗涤数次该样品,之后真空干燥,即可获得白玉菇状二硒化镍纳米阵列。
[0026] 所得白玉菇状二硒化镍纳米阵列的X射线衍射图谱如附图1所示。由图可见所有衍射峰完全符合标准立方的NiSe2结构(JPCDS NO.65-1843),没有探测到其它杂质或有机物的峰,表明产物的纯净结晶。附图2是泡沫镍上剥离下来的产物的能量散射X射线衍射图,其中的C元素来自于固定样品的导电胶,O来自于样品台。根据测试数据可知,产物中Ni和Se的原子比接近于1:2,这和其化学式十分吻合。
[0027] 实施例2
[0028] ①将市售的泡沫镍剪成1×4cm的尺寸,用3mol/L的盐酸超声处理30分钟,去除表面的氧化物。再用无水乙醇、去离子水交替清洗,真空干燥备用。
[0029] ②将0.12mmol的Se粉加入到18mL浓度为0.1mol/L的NaOH溶液中,室温下超声10min。将混合溶液转移至容积为25mL的带有对位聚苯内衬的反应釜中,在220℃下水热处理36h,获得浓度均一的反应溶液。
[0030] ③待步骤②中的反应溶液自然冷却后,再将预处理的泡沫镍放入其中,在200℃下水热24h。反应自然冷却到室温后,用无水乙醇、去离子水洗涤数次该样品,之后真空干燥,即可获得白玉菇状二硒化镍纳米阵列。
[0031] 附图3是所得白玉菇状二硒化镍纳米阵列的不同放大倍数的扫描电镜照片。由图3a可见,所得产物为具有白玉菇状的纳米阵列结构,其高度约为500纳米,直径约为50纳米。
有序的白玉菇状二硒化镍纳米阵列直接生长在镍泡沫上,不仅省略了传统的电极制备工艺,同时也缩短了离子扩散路径,避免了充放电过程中的活性物质聚集。其次,白玉菇状二硒化镍的顶部相互连接,形成一个较高的比表面积。大的表面积和多维分层结构可以提供更多的离子吸附的活性位点。这些特殊的结构特点使得白玉菇状二硒化镍纳米阵列更加适用于超级电容器的应用。图3b表明泡沫镍的表面全部被白玉菇状的纳米阵列覆盖,表明该方法可以大规模合成该阵列结构。
[0032] 实施例3
[0033] ①将市售的泡沫镍剪成1×4cm的尺寸,用3mol/L的盐酸超声处理30分钟,去除表面的氧化物。再用无水乙醇、去离子水交替清洗,真空干燥备用。
[0034] ②将0.2mmol的Se粉加入到18mL浓度为0.12mol/L的NaOH溶液中,室温下超声10min。将混合溶液转移至容积为25mL的带有对位聚苯内衬的反应釜中,在220℃下水热处理24h,获得浓度均一的反应溶液。
[0035] ③待步骤②中的反应溶液自然冷却后,再将预处理的泡沫镍放入其中,在200℃下水热处理16h。反应自然冷却到室温后,用无水乙醇、去离子水洗涤数次该样品,之后真空干燥,即可获得白玉菇状二硒化镍纳米阵列。
[0036] 将所得白玉菇状二硒化镍纳米阵列直接用作超级电容器工作电极,并测试其电化学性质。图4是基于本发明二硒化镍纳米阵列的超级电容器电极在不同扫速下的循环伏安图,由图可知,该电极表现出一对明显的氧化还原峰,这表明二硒化镍纳米阵列材料是一种典型的赝电容材料。图5是该电极在不同电流密度下的恒电流充放电图,可以发现,每一条充放电曲线都有一个平台,再次证实了其赝电容材料的特性,按照比电容的计算公式:C=I×Δt/(m×ΔV),其中C(F/g)是比电容,I(A)是放电电流,Δt(s)是放电时间,ΔV(V)是电压窗,m(g)是电极上的活性物质质量,可以得出该白玉菇状二硒化镍纳米阵列电极在电流密度为1,2,3,4和5A/g时,其比电容分别2357,1860,1663,1443,1290F/g。显示出优异的超电容特性。
[0037] 实施例4
[0038] ①将市售的泡沫镍剪成1×4cm的尺寸,用3mol/L的盐酸超声处理30分钟,去除表面的氧化物。再用无水乙醇、去离子水交替清洗,真空干燥备用。
[0039] ②将0.09mmol的Se粉加入到18mL浓度为0.05mol/L的NaOH溶液中,室温下超声10min。将混合溶液转移至容积为25mL的带有对位聚苯内衬的反应釜中,在220℃下水热处理24h,获得浓度均一的反应溶液。
[0040] ③待步骤②中的反应溶液自然冷却后,再将预处理的泡沫镍放入其中,在200℃下水热24h。反应自然冷却到室温后,用无水乙醇、去离子水洗涤数次该样品,之后真空干燥,即可获得白玉菇状二硒化镍纳米阵列。