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一种氮掺杂的单晶/无定形HVO异质结构的制备方法和应用 

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申请/专利权人:哈尔滨理工大学

摘要:一种氮掺杂的单晶无定形HVO异质结构的制备方法和应用,它属于储能器件领域。本发明通过室温氨气等离子体辅助,设计并制备了一种氮掺杂单晶无定形H3.78V6O13异质结构N‑HVO,并将其用作超级电容器正极材料。方法:一、制备H3.78V6O13纳米片阵列;二、通过射频等离子体增强化学气相沉积制备N‑HVO纳米片阵列。本发明基于氮掺杂与异质结构的协同作用,制备的氮掺杂单晶无定形H3.78V6O13异质结构N‑HVO在1Ag‑1的电流密度下,释放了246.3Fg‑1的比容量,同时,循环20000次后,仍具有94.5%的高容量保持率。本发明可获得一种氮掺杂的单晶无定形HVO异质结构。

主权项:1.一种氮掺杂的单晶无定形HVO异质结构的制备方法,其特征在于所述制备方法具体是按以下步骤完成的:一、制备H3.78V6O13纳米片阵列:①、将钛箔进行裁剪,再依次使用稀盐酸、无水乙醇超声清洗,最后烘干,得到预处理后的钛箔;②、将二水合草酸溶解在去离子水中,搅拌一段时间,得到无色溶液;将偏钒酸铵加入到上述无色溶液中,继续搅拌一段时间,得到黄色澄清溶液;③、将黄色澄清溶液转移到聚四氟乙烯内胆中,再将预处理后的钛箔倾斜放入黄色澄清溶液中,将不锈钢反应釜外壳进行封装,再将封装好的反应釜在170℃~190℃下进行水热反应,待反应完成后,将钛箔取出清洗,钛箔表面生长了一层黑色产物,再使用稀盐酸将钛箔其中一面的黑色产物清洗掉,最后无水乙醇清洗、烘干,得到一面生长有HVO纳米片阵列的钛箔;二、通过射频等离子体增强化学气相沉积制备N-HVO纳米片阵列:将一面生长有H3.78V6O13纳米片阵列的钛箔放置在PECVD设备的石英管中,且使生长有H3.78V6O13纳米片阵列的一侧面向等离子体发生器,再密封石英管并多次抽真空以排除管内空气,向石英管中通入NH3,通过控制进气口和出气口的大小,使石英管内真空度维持在10Pa~15Pa,在射频功率为230W~250W下进行等离子体处理,等离子体处理结束,得到氮掺杂的单晶无定形HVO异质结构。

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权利要求:

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