Влияние способа приготовления раствора исходного вещества на характеристики гидроксида никеля, получаемого двухступенчатым высокотемпературным синтезом

ФГБОУ ВО «ВятГУ», г. Киров; Россия ГВУЗ «УГХТУ», г. Днепр, Украина

Гибридные суперконсаторы с гидроксидноникелевым электродом являются самыми современными источниками тока. Для синтеза высокоактивного Ni(OH)₂ предложено использовать высокотемпературный двухступенчатый синтез гидроксида никеля по схеме «Ni(ClO₄)₂ – «синтез» – Na₂NiO₂ – «гидролиз» – Ni(OH)₂». Экономически и технологически более целесообразно приготовление раствора Ni(ClO₄)₂ из более доступных и дешевых исходных веществ (сульфата никеля, карбоната натрия). Однако при выпаривании лишней воды возможен нежелательный гидролиз перхлората никеля.

Целью работы является исследование физико-химических и электрохимических свойств гидроксида никеля, полученного двухступенчатым высокотемпературным синтезом из прекурсора с различной степенью гидролиза иона Ni²⁺. Для исследования было предложено использовать: обычное выпаривание кипячением («обычный»), выпаривание под вакуумом («вакуумный») и выпаривание кипячением при введении избытка хлорной кислоты («кислый»). Для каждого типа выпаривания были синтезированы образцы гидроксида никеля.

Образцы были изучены РФА, ДСК, СЭМ, циклической вольтамперометрией и гальваностатическим зарядно-разрядным циклированием. Показано, что наилучшим путем предотвращения гидролиза является использование «кислого» метода. Образцы холодного гидролиза имеют более высокую активность, частицы представляют собой сфероиды микронного размера. Выявлено, что при горячем гидролизе синтезируются частицы «псевдо-простой» формы с фрактальной геометрией и наноразмерными представительскими частицами [1-4].

Литература

1. В. Шурыгина «Суперконденсаторы»  //  «Электроника: Наука, Технология, Бизнес» №7 2009 г. – 10
2. Simon P., Gogotsi Yu. Materials for electrochemical capacitors // Nature Materials. -2008. V. 7 Is 11. - P. 845-854.
3. Andrew Burke R&D considerations for the performance and application of electrochemical capacitors // Electrochemical Acta - 53 (2007) - 1083-1091
4. L. Gourrier, S. Deabate, T. Michel,  M. Paillet,  P. Hermet, Jean-Louis Bantignies, and F.Henn*, Characterization of Unusually Large “Pseudo-Single Crystal” of β-Nickel Hydroxide. // The Journal Of Physical Chemistry. – 2009. – p. 1103-1117.