溶剂热合成特殊结构的氧化钴、氧化镍纳米材料的研究

论文摘要

金属氧化物多孔材料由于在光电、催化、传感等许多领域有着重要的应用前景,因而成为科研工作者研究的热点。溶剂热法进行纳米材料的合成是材料学研究中最引人注目的领域之一,利用此法制备纳米材料有利于得到分散且结晶性良好的粉体,且反应在密闭容器中进行有利于有毒体系的合成反应,减少对环境的污染。本论文采用溶剂热合成技术,首次以Co（CH3COO）2·4H2O/尿素/SDS/乙醇和水体系为基础,制备了具有斜方六面体结构的CoCO3前驱体,并探讨了各种影响因素（如各种试剂的配入量和配比、溶剂热温度、溶剂热保温时间等）对所合成的CoCO3前驱体结构的影响。通过对具有斜方六面体结构的CoCO3前驱体进行焙烧处理,得到了具有斜方六面体结构的Co3O4纳米孔材料。利用XRD、FTIR、SEM、BET等现代表征手段对产物的晶型、成分、形貌、比表面积和孔径分布等进行了表征测试。实验还对该体系进行了扩展,以NiCl2·6H2O/尿素/SDS/乙醇体系经过溶剂热反应得到了α-3Ni（OH）22H2O微球,再经热处理得到了具有纳米孔结构的NiO微球;并对所制备的多孔氧化物电极材料进行了电化学性能测试,结果表明具有纳米多孔结构的NiO、Co3O4电极材料都呈现出良好的超电容性能,讨论其超电容性能与比表面积、内部孔结构之间的关系。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 纳米材料概论
• 1.2 纳米材料的特性
• 1.3 纳米材料的应用
• 1.3.1 催化剂
• 1.3.2 光学领域
• 1.3.3 电化学领域
• 1.3.4 磁学领域
• 1.3.5 陶瓷领域
• 1.4 纳米材料的主要制备方法
• 1.4.1 溶胶-凝胶法
• 1.4.2 模板法
• 1.4.3 溶剂热法
• 1.5 超级电容器简介
• 1.5.1 法拉第准电容储能原理
• 1.5.2 金属氧化物电极材料
• 1.6 本文的研究意义及主要内容
• 3O₄ 的溶剂热合成及形貌控制'>第二章 纳米 Co₃O₄的溶剂热合成及形貌控制
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验设备及试剂
• 2.2.2 纳米孔结构四氧化三钴的合成
• 2.2.3 样品的结构与形貌表征
• 2.2.4 样品的电化学性能测试
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 不同反应时间所合成的产物
• 2.3.2 不同反应温度所合成的产物
• 2.3.3 添加不同量 SDS 所合成的产物
• 2.3.4 不同钴盐条件下所合成的产物
• 2.3.5 不同溶剂配比条件下所合成的产物
• 2.3.6 不同尿素的量所合成的产物
• 2.3.7 溶剂为乙醇体系下不同温度下所合成的产物
• 2.3.8 反应机理的探讨
• 2.3.9 典型样品的电化学性能的测试
• 2.4 本章小结
• 第三章 纳米 NiO 的溶剂热合成及形貌控制
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验设备及试剂
• 3.2.2 样品的结构与形貌表征
• 3.2.3 样品的电化学性能测试
• 3.2.4 纯乙醇体系下纳米 NiO 的合成
• 3.2.5 乙醇和水混合溶剂体系下纳米 NiO 的合成
• 3.3 本章小结
• 第四章 总结和展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的主要论文