电化学阳极氧化法制备介孔MoO2的方法

电化学阳极氧化法制备介孔moo2的方法
技术领域
1.本发明属于moo2制备方法领域，具体涉及一种电化学阳极氧化法制备介孔moo2的方法。


背景技术：

2.随着石油等不可再生能源的过度消耗，实现能源的优化管理和大规模存储显得至关重要。二次电池被普遍认为是大规模储能技术的有力竞争者，水系电池因其具有低成本、高安全性、环境友好等优点，被视为最具潜力的大规模储能技术之一。电池的性能与电极材料、电解液及其使用的隔膜有关，而电极材料是其中最主要的因素，电极材料性能的好坏直接影响到电池性能的好坏。由于钼元素具有这种半充满电子结构使mo可以从0价到+6价变化，有很高的理论容量，并且能体现很好的物理化学性能，是合适的电化学储能材料。但目前为止还没有一种快捷有效的方法可以制备出能实现多种阳离子存储的介孔moo2。因此开发一种简单易行，成本低廉的制备介孔moo2，实现多种阳离子存储的方法具有重要意义。


技术实现要素：

3.本发明是为了解决现有moo2制备方法中存在moo2合成时间长、合成温度高、操作步骤复杂等问题而提出的，其目的是提供一种电化学阳极氧化法制备介孔moo2的方法。
4.本发明是通过以下技术方案实现的：一种电化学阳极氧化法制备介孔moo2的方法，包括以下步骤：（
ⅰ
）制备阳极剪裁高纯度钼箔，并将高纯度钼箔进行清洗处理，清洗后干燥，即得阳极；（
ⅱ
）配制电解液按比例配制磷酸与氟化铵的混合水溶液作为阳极氧化的电解液；（
ⅲ
）组装电解池将步骤（
ⅰ
）的阳极、阴极加入到步骤（
ⅱ
）调制好的电解液中，连接稳压电源，组成电解池；（
ⅳ
）电化学阳极氧化反应在温度条件下，通直流电压保持一定时间后取出阳极；（
ⅴ
）产品获得对步骤（
ⅳ
）取出的阳极进行清洗，清洗后干燥，即得介孔moo2。
5.在上述技术方案中，所述高纯度钼的纯度≥99.5%。
6.在上述技术方案中，所述清洗处理具体为：分别用乙醇和去离子水超声清洗高纯度钼箔。
7.在上述技术方案中，所述干燥在n2中进行。
8.在上述技术方案中，所述磷酸与氟化铵的摩尔比为50~10:1。
9.在上述技术方案中，所述氟化铵的浓度小于0.5 mol/l。
10.在上述技术方案中，所述电解液中磷酸的浓度为1 mol/l。
11.在上述技术方案中，所述阴极为铂片。
12.在上述技术方案中，所述步骤（
ⅳ
）的温度条件为40
o
c；直流电压为0.1 v~0.5 v；通电时长为0.5~24 h。
13.在上述技术方案中，所述步骤（
ⅴ
）中的清洗采用乙醇清洗，干燥在n2气氛中进行。
14.本发明的有益效果是：本发明提供了一种电化学阳极氧化法制备介孔moo2的新方法，所制备的moo2具有纳米孔层结构，可实现多种阳离子存储。本发明方法可显著降低制备介孔moo2纳米材料工艺的复杂程度，在常温下就可通过电化学阳极氧化法一步制得介孔moo2纳米材料，且合成时间明显缩短。本发明方法可得到纳米孔层的moo2相比较与其它方法制备的moo2，有更大的表面积，反应的活性位点增多，还可以实现多种阳离子的存储。
附图说明
15.图1是本发明电化学阳极氧化法制备介孔moo2的方法实施例1制备的moo2的扫描电子显微镜图；图2是本发明电化学阳极氧化法制备介孔moo2的方法实施例1制备的moo2的扫描电子显微镜图（截面照片）；图3是本发明电化学阳极氧化法制备介孔moo2的方法实施例1制备的moo2的不同扫速下的cv曲线；图4是本发明电化学阳极氧化法制备介孔moo2的方法实施例1制备的moo2的不同阳离子嵌入的质量比容量。
具体实施方式
16.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明技术方案，下面结合说明书附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
17.一种电化学阳极氧化法制备介孔moo2的方法，包括以下步骤：（
ⅰ
）制备阳极将纯度≥99.5%的高纯度钼箔剪裁成适当尺寸，然后分别用乙醇和去离子水超声清洗高纯度钼箔，除去表面油污和杂质后在n2中进行干燥处理，即得阳极；（
ⅱ
）配制电解液按摩尔比50~10:1配制磷酸与氟化铵的混合水溶液作为阳极氧化的电解液，其中氟化铵的浓度小于0.5 mol/l；（
ⅲ
）组装电解池将步骤（
ⅰ
）处理后的高纯度钼箔作为阳极、铂片作为阴极，加入到步骤（
ⅱ
）调制好的电解液中，连接稳压电源，组成电解池；（
ⅳ
）电化学阳极氧化反应在40℃温度条件下，0.1v~0.5v的直流电压下通电后保持0.5~2.0h后取出阳极；（
ⅴ
）产品获得步骤（
ⅳ
）取出的阳极经乙醇清洗后于n2气氛中干燥后，即得介孔moo2。
18.实施例1用100ml容量瓶配制浓度为1mol/l的磷酸溶液，称量0.185g氟化铵，加入上述的磷酸溶液搅拌至均匀后作为本实验所用电解液。取20ml电解液，倒入电解池中，以高纯钼箔为工作电极，pt片为对电极片，使两电极间距为1.5~2cm且同时与电解液充分接触，利用恒压电源外加0.3v电压持续1h。经干燥处理后进行测试与表征。高纯钼箔的厚为0.1mm，长1cm，宽1cm。
19.对实施例1制备所得moo2材料进行测试与表征：sem测试结果如图1、2所示，图1为放大20000倍下的扫描电子显微镜照片，由图1得出在经阳极氧化后在钼表面形成纳米孔层结构的moo2。图2为20000倍下扫描电子显微镜下的截面照片，表明生成的moo2薄膜的厚度为2μm~3μm。
20.对moo2材料进行电化学测试：na2so4溶液中的cv测试曲线，如图3所示，在1mol/l的na2so4溶液中，工作电极选用钼片，对电极采用pt电极，参比电极采用饱和甘汞电极。结果可以看出即使在高扫速下，cv曲线仍呈矩形表明其良好的电容性。
21.在不同溶液中进行cv测试，所得的质量比容量如图4所示，工作电极选用钼片，对电极采用pt电极，参比电极采用饱和甘汞电极。结果可以看出，我们所制备的样品可以存储多种离子。
22.本发明提供了一种电化学阳极氧化法制备介孔moo2的新方法，所制备的moo2具有纳米孔层结构，可实现多种阳离子存储。本发明方法可显著降低制备介孔moo2纳米材料工艺的复杂程度，在常温下就可通过电化学阳极氧化法一步制得介孔moo2纳米材料，且合成时间明显缩短。本发明方法可得到纳米孔层的moo2相比较与其它方法制备的moo2，有更大的表面积，反应的活性位点增多，还可以实现多种阳离子的存储。
23.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
24.申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。