1.一种Ni/CeO2NP@PANI核-壳结构复合材料的制备方法,其特征是:包括以下步骤:(1)Ni/CeO2NPs的制备:
①将Ce(NO3)3·6H2O加入到乙二醇中,搅拌至完全溶解;
②将Ni(NO3)2·6H2O加入到步骤①所得溶液中,继续搅拌;
③将乙酸和水加入到步骤②所得溶液中,搅拌至均匀;
④将步骤③制备的溶液进行水热反应,水热处理后进行冷却,得到灰色沉淀;
⑤将步骤④得到的灰色沉淀分离、洗涤、干燥,研磨后煅烧得Ni/CeO2NPs,粒径为100-
140 nm;
(2)Ni/CeO2NP@PANI核-壳结构复合材料的制备:①将Ni/CeO2 NPs和PVP超声分散在水中;
②将苯胺分散在HCl溶液中;
③将步骤②制备的溶液与步骤①制备的悬浮液混合均匀;
④将过硫酸铵(APS)溶解在水中;
⑤将步骤④制备的溶液与步骤③所得悬浮液混合均匀,反应;
⑥将步骤⑤制备的沉淀物分离、洗涤、干燥,研磨,得到Ni/CeO2NP@PANI核-壳结构复合材料;以上步骤顺序能够调整;
其中,在苯胺聚合时,通过改变HCl的浓度实现Ni/CeO2NP@PANI核-壳结构到有间距的Ni/CeO2NP@PANI核-壳结构再到PANI空心球的转变;
所述Ni/CeO2NP@PANI核-壳结构复合材料,包括由CeO2NPs和Ni掺杂而成的球状核芯和由PANI制成的外壳,所述核-壳结构的粒径为140-200 nm,壳层厚度为20-30 nm,所述核芯的直径为0-140 nm,但不为0。
2. 如权利要求1所述的Ni/CeO2NP@PANI核-壳结构复合材料的制备方法,其特征是:所述Ni/CeO2NP@PANI核-壳结构到有间距的Ni/CeO2NP@PANI核-壳结构的转变再到PANI空心球的转变,HCl的浓度分别为1 mol/L、2 mol/L、5 mol/L。
3.如权利要求1所述的Ni/CeO2NP@PANI核-壳结构复合材料的制备方法,其特征是:步骤(1)中,所述Ce(NO3)3·6H2O、Ni(NO3)2·6H2O的摩尔比例为1:0.10-0.30;
步骤①中,反应温度为25-30 °C,搅拌时间为0.5-1 h;
步骤②中,搅拌时间为10-20 min;
步骤③中,搅拌时间为10-30 min;
步骤④中,水热条件为:150-200 °C下反应2-4 h;
步骤⑤中,煅烧条件为300-400 °C下煅烧1-3 h。
4. 如权利要求3所述的Ni/CeO2NP@PANI核-壳结构复合材料的制备方法,其特征是:步骤(1)中,所述Ce(NO3)3·6H2O、Ni(NO3)2·6H2O的摩尔比例为1:0.20;步骤①中,反应温度为
30 °C,搅拌时间为0.5 h;步骤②中,搅拌时间为15 min;步骤③中,搅拌时间为30 min;步骤④中,水热温度为180 °C,水热时间3 h;步骤⑤中,煅烧温度为350 °C煅烧2 h。
5.如权利要求1所述的Ni/CeO2NP@PANI核-壳结构复合材料的制备方法,其特征是:步骤(1)中,制备的Ni/CeO2NPs,其CeO2为面心立方结构。
6.如权利要求1所述的Ni/CeO2NP@PANI核-壳结构复合材料的制备方法,其特征是:步骤(2)中,所述Ni/CeO2NPs、PVP、苯胺的质量比为1:4.0-6.0:0.5-2.0,苯胺、APS的摩尔比为1:
0.5-2.0。
7.如权利要求6所述的Ni/CeO2NP@PANI核-壳结构复合材料的制备方法,其特征是:步骤(2)中,所述Ni/CeO2NPs、PVP、苯胺的质量比例为1:4.0:1.0;苯胺、APS的摩尔比为1:1.0。
8. 如权利要求1所述的Ni/CeO2NP@PANI核-壳结构复合材料的制备方法,其特征是:步骤(2)①中,所述超声时间为0.1-1 h;
步骤(2)②中,所加入HCl的浓度为0.1-10 mol/L;
步骤(2)③中,室温下搅拌为1-3 h;
步骤(2)⑤中,室温下搅拌8-24 h。
9. 如权利要求8所述的Ni/CeO2NP@PANI核-壳结构复合材料的制备方法,其特征是:步骤(2)①中,所述超声时间为0.5 h;步骤(2)②中,所加入HCl的浓度为1-5 mol/L;步骤(2)③中,室温下搅拌时间为2 h;步骤(2)⑤中,室温下搅拌时间为12h。
10.如权利要求1所述的Ni/CeO2NP@PANI核-壳结构复合材料的制备方法,其特征是:步骤(2)中,制备的Ni/CeO2NP@PANI复合材料中,CeO2晶型不变,仍为面心立方结构。
11.权利要求1所述的Ni/CeO2NP@PANI核-壳结构复合材料的制备方法制备得到的Ni/CeO2NP@PANI核-壳结构复合材料在制备超级电容器中的应用。