邓翠芬+杨春明

摘 要 采用简单的水热法在泡沫镍基质上直接制备FeCo2O4纳米阵列材料，并通过扫描电镜（SEM）、X-射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）及热重分析（TGA）等手段对制备材料的形貌、结构、元素组成分布及其热稳定性能进行表征.实验结果表明，制备的FeCo2O4具有由纳米片层构成的纳米花阵列结构.在三电极体系及2 mol/L H2SO4电解质中，该电极材料的比容量达1 190.47 mF·cm-2，当电流密度为从1 mA·cm-2增加到50 mA·cm-2时，其倍率性保持61.09%，在30 mA·cm-2电流密度下充放电循环2 000次后其比容量保留率达到111.76%.

关键词 铁钴氧化物；泡沫镍；纳米阵列；超级电容器；循环稳定性

中图分类号 TM53 文献标识码 A 文章编号 1000-2537（2017）03-0042-07

Preparation of FeCo2O4@Ni Foam Electrode with Nanoarray Structure and Its Superior Supercapacitor Performances

DENG Cui-fen， YANG Chun-ming*， SHEN Ping， ZHAO Li-ping， WANG Zhi-yu

（College of Chemistry and Chemical Engineering， Hunan Normal University， Changsha 410081， China）

Abstract A simple hydrothermal method was reported in this work to prepare FeCo2O4 nanoarrays on nickel foam directly. Scanning electron microscopy （SEM）， X-ray diffraction （XRD）， X-ray photoelectron spectroscopy （XPS） and thermogravimetric analysis （TGA） were employed to characterize their morphology， structure， element composition and distribution， and thermal stability. The experimental results show that as-obtained FeCo2O4 nanoarray flower structure is composed of nano lamellar. The as-prepared FeCo2O4 electrode materials achieve a remarkable specific capacity of 1 190.47 mF·cm-2， ratio performance of 61.09% （current density from 1 to 50 mA·cm-2）， and 111.76% retention of its initial specific capacity after 2 000 charge-discharge cycles at current density of 30 mA·cm-2.

Key words Iron cobalt oxides； nickel foam； nanoarray； supercapacitor； cycle stability

能源問题一直是人们所关注的焦点，超级电容器由于其充电快速、功率密度较高和稳定性优异，因此成为储能研究的热点[1].在目前研究的能量储存材料中，过渡金属氧化物由于大的理论比容量（如Co3O4的理论比容量达3 560 F·g-1），成为最有希望的储能材料之一.然而，这些氧化物在长时间的充放电过程中很容易出现晶型转变、粒子团聚及结构坍塌等系列问题，使得氧化物的的电导率低、循环稳定性差.制备纳米结构的复合材料被认为是解决这些问题的途径之一[2].最近，多元金属氧化物在储能材料领域引起了极大的关注，多元金属氧化物比一元金属氧化物具有更高的电导率和更优越的电化学性能[3].在这些多元金属氧化物中，尖晶石型钴氧化物MCo2O4 （M= Mn，Ni，Cu，Zn）[4-5]在锂离子电池材料或者超级电容器材料中展示了应用潜力，用其他金……