四氧化三钴/膨润土活化过一硫酸盐降解盐酸洛美沙星

本文以合成的四氧化三钴/膨润土(Co_(3)O_(4)/Bent)活化过一硫酸盐(PMS)降解盐酸洛美沙星(LOMH),探究了反应温度、LOMH质量浓度和腐殖酸质量浓度对LOMH降解的影响,并研究了该催化剂对不同质量浓度的盐酸四环素(TC-HCL)、左氧氟沙星(LVFX)、环丙沙星(CIP)的降解效果。实验结果表明,在反应温度为40℃、LOMH初始质量浓度为10 mg/L时,Co_(3)O_(4)/Bent降解LOMH的效果最佳,60 min时LOMH的降解率为97.6%;腐殖酸对LOMH的降解具有轻微的抑制作用;Co_(3)O_(4)/Bent催化活化PMS对TC-HCL、LVFX、CIP皆具有良好的降解效果。

改良介孔碳负载四氧化三钴纳米粒子的制备及阴极氧还原反应的电化学性能研究

以六水硝酸钴为钴源、碳酸氢氨为沉淀剂、聚乙二醇为分散剂,采用浸渍法与改良后的无定形介孔碳制备Co_(3)O_(4)/C催化剂,利用XRD、SEM、BET和XPS和电化学手段对其成分、结构及电化学性能进行表征。结果表明,改良后的无定形介孔碳具有高比表面积和丰富的空隙,比表面积达977.33 m^(2)/g,能够使负载的Co_(3)O_(4)均匀分散,减少了氧还原反应期间Co_(3)O_(4)纳米颗粒团聚等问题。该催化剂应用在直接甲醇燃料电池的阴极上呈现出良好的氧还原催化活性和循环稳定性。

大颗粒掺铝四氧化三钴的制备条件优化

采用液相沉淀-热分解制备出电池级大颗粒掺铝四氧化三钴,考察了液相沉淀过程中钴液流量、反应温度、反应pH值对大颗粒掺铝碳酸钴中间品杂质S含量、振实密度、上清Co含量等的影响;探究了碳酸钴烧结过程预热温度、进料量对大颗粒掺铝四氧化三钴振实密度和开裂情况的影响。结果表明:钴液进料流量2.5 L/h、反应过程温度45℃、反应过程pH值7.4的条件为沉淀大颗粒掺铝碳酸钴较优条件;引风风量30 m^(3)/h、碳酸钴进料速度15 kg/h的条件为烧结较优条件。

温度在四氧化三钴制备中的影响分析

温度在四氧化三钴生产中是一个重要的控制因素,不稳定会导致粉末指标大的波动。采用两种温度工艺合成球形碳酸钴,利用XRD和TEM分析其生长机理,不同温度下呈现不同的优势生长面,高温下为多晶结构,低温单晶,通过SEM看高温碳酸钴表面颗粒呈棒状,低温为细颗粒堆叠。以低温合成的球形碳酸钴为原料,采用高温煅烧方法,制备球形四氧化三钴。系统研究了不同温度和不同升温速率下热性能、粒径、物相的变化。通过这些条件实验揭示了改变温度条件及不同升温速率下碳酸钴的生长规律及其内在分解原理。

四氧化三钴基光催化材料改性的研究进展

综述了近年来四氧化三钴(Co_(3)O_(4))基光催化材料的改性和优化方法,包括对单一Co_(3)O_(4)材料进行形貌控制(0D、1D、2D、3D)和晶面控制,元素掺杂,以及构建复合材料,如与金属、金属氧化物、其他金属基材料、碳基材料、二维层状材料、支撑材料和聚合物等构建复合物。并在此基础上对今后的研究重点和方向提出了展望。

四氧化三钴/石墨相氮化碳复合光催化剂的研究进展

四氧化三钴(Co_(3)O_(4))和石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))是近年来被广泛研究的光催化材料,将Co_(3)O_(4)和g-C_(3)N_(4)复合可以实现光生载流子的有效分离和迁移、促进协同作用,从而获得高效的Co_(3)O_(4)/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂。综述了国内外Co_(3)O_(4)/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂的制备方法及其应用研究进展,并探讨了其光催化机理,为Co_(3)O_(4)/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂的开发和应用研究提供了参考。

镁掺杂四氧化三钴催化环己烷氧化初步研究

以金属有机骨架材料(ZIF-67)为前驱体负载氧化镁(MgO),制备氧化镁/四氧化三钴(MgO/Co_(3)O_(4))并用于环己烷催化氧化。采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、CO_(2)程序升温脱附(CO_(2)-TPD)、透射电镜(TEM)等表征技术对MgO/Co_(3)O_(4)催化剂进行系统研究。结果表明:低MgO负载量时,MgO与Co_(3)O_(4)颗粒均匀分布,两相之间的作用导致部分Mg离子掺杂进Co_(3)O_(4)骨架中;在高MgO负载量时,MgO发生严重的团聚,致使其与Co_(3)O_(4)的作用减弱。MgO/Co_(3)O_(4)-x的催化活性随MgO负载量的增加呈现先增强后减弱的趋势,MgO/Co_(3)O_(4)-0.6显示出最佳催化性能,环己烷转化率达到16.5%时,环己醇和环己酮选择性之和为70.0%。引入的MgO有利于产物有机酸和水的吸附,从而显著减缓Co_(3)O_(4)表面活性位点的中毒失活。

四氧化三钴工业化生产工艺的对比研究

文章研究探讨了湿化学沉淀-高温煅烧、喷雾热解和直接热解三种规模化生产四氧化三钴工艺,在此基础上,从技术装备的成熟度、最终产品的物理化学指标以及对环境的影响等维度对比分析了上述工艺的优缺点。湿化学沉淀-高温煅烧工艺具有可精确调控产品微观形貌和粒度分布、容易实现原子级别均匀掺杂改性以及生产组织灵活等优点,在电池级四氧化三钴生产中一直占据主导地位。

基于多壁碳纳米管修饰四氧化三钴传感器检测白菜中杀螟硫磷

目的基于多壁碳纳米管修饰四氧化三钴(multi-walled carbon nanotubes modified with cobalt oxide,Co_(3)O_(4)@MWCNTs)纳米复合物,构建一种用于白菜样品中快速检测杀螟硫磷的电化学传感器。方法将以醋酸钴水合物为钴源,采用简便水热法制备的四氧化三钴纳米颗粒与多壁碳纳米管复合成Co_(3)O_(4)@MWCNTs纳米材料,以Co_(3)O_(4)@MWCNTs纳米复合物修饰的玻碳电极(glassy carbon electrode,GCE)为工作电极,利用循环伏安法研究了杀螟硫磷在修饰电极界面的电化学行为;并通过逐步优化支持电解质的pH、复合材料质量比等检测条件。结果Co_(3)O_(4)@MWCNTs/GCE改性电极能够实现对杀螟硫磷的灵敏检测。在最优条件下,该传感器的线性浓度范围为1.0×10^(-5)~1.4×10^(-4) mol/L,R^(2)=0.991,检出限为7.8×10^(-6) mol/L(S/N=3);并成功用于实际白菜样品中杀螟硫磷的加标回收实验,回收率为93.7%~97.6%。结论Co_(3)O_(4)和MWCNTs复合后制备的传感器不仅可以选择性识别杀螟硫磷,达到快速检测目标物的需求,而且具有良好的电化学性能和较高的灵敏度,表明该传感器在现场检测中具有非常大的应用潜力。

嵌入式四氧化三钴负极材料的赝电容性能研究

采用ZIF-67作为自牺牲模板,制备了嵌入式的四氧化三钴/碳布(Co_(3)O_(4)/CC)柔性自支撑负极材料。碳布基体中交错的导电网络结构以及Co_(3)O_(4)氧缺陷的存在,加速了锂离子的传输、改善了结构稳定性。Co_(3)O_(4)/CC负极材料表现出了卓越的电池性能,在5 A/g的大电流密度下循环1000次后放电比容量仍能达到518 mAh/g。Co_(3)O_(4)/CC负极的高容量主要来源于赝电容效应,而原位拉曼光谱中表面/近表面超快速氧化还原反应的发生佐证了赝电容的存在。

提高掺铝四氧化三钴小颗粒致密性的工艺研究

以氯化钴、氯化铝和氢氧化钠为原料,乙二胺四乙酸二钠(EDTA)为络合剂,在羟基氧化体系中合成掺铝氧化钴,通过煅烧后得到掺铝四氧化三钴小颗粒。结合羟基氧化体系中氧化反应和共沉淀反应的基本过程,研究不同温度、络合剂浓度和pH值对颗粒的致密性的影响。实验表明,通过控制温度、络合剂浓度、pH值,可以控制颗粒的形貌和生长速率,在最优组合工艺下可以制备致密性较高的掺铝四氧化三钴小颗粒(TD=2.5 g/cm^(3))。

煅烧温度对四氧化三钴颗粒成型理化指标调控的影响

四氧化三钴是制备锂离子电池用钴酸锂正极材料的前驱物,其理化指标对最终产品的性能具有直接影响。本文以碳酸钴为原料,系统地研究了煅烧温度条件对生成球形四氧化三钴产品理化指标的影响。结果表明,随着煅烧温度的提高,总体上材料的振实密度逐渐提升,比表面积则逐渐减小。低和高温结合的分段煅烧时,能够节约煅烧时间,获得样品的钴含量约在72.0%、振实密度2.13~2.45 g·cm^(-3)、比表面积0.35~6.04 m^(2)·g^(-1)。这种能够使产品兼具振实密度和比表面积等需求的可控制备条件,能为后端钴酸锂材料生产的原料选择提供极大便利。

基于碳布负载四氧化三钴纳米针材料作为无酶型葡萄糖传感器的研究

以柔性碳布(CC)作为基底,利用水热法在其表面负载得到针状Co_(3)O_(4)纳米材料。通过扫描电子显微镜(SEM)可观察到纳米针均匀致密地生长在碳纤维表面,其长度约为5μm,直径为150 nm。X射线衍射仪(XRD)研究表明该材料中存在着Co_(3)O_(4)。利用循环伏安和计时电流等方法对电极材料的电催化氧化葡萄糖性能进行测试。结果表明Co_(3)O_(4)/CC纳米材料在+0.40 V出现明显的氧化峰,灵敏度为3453μA/mM/cm^(2),检测上限高达12 mM,说明该电极材料对葡萄糖具有优异的电催化性能。模拟人体血样的各种物质进行抗干扰探究,结果表明该电极材料具有良好的专一性。

四氧化三钴光催化剂的研究进展

四氧化三钴为首的半导体材料在各个领域的应用备受关注,尤其是在治理水污染、锂电子电池领域等。四氧化三钴具有成本低、资源丰富、催化活性高等优点,应用广泛。文章通过介绍四氧化三钴的制备方法及其应用研究进展,为四氧化三钴的开发和应用研究提供理论参考。

四氧化三钴及掺杂材料电催化性能的研究进展

综述了Co_(3)O_(4)及掺杂材料的性质、结构和电催化性能。Co_(3)O_(4)中的钴离子是Co^(2+)和Co^(3+)的混合价。由于Co_(3)O_(4)具有独特的尖晶石晶体结构,有利于Co^(2+)和Co^(3+)离子之间的电子传导,具有空电子轨道且易实现晶格氧化可作为氧还原反应(ORR)催化剂。综述了Co_(3)O_(4)的电催化性能的影响因素主要由其表面积和电子态决定,表面积通过调整纳米结构的大小和形貌来调节,电子态可以通过掺入第三种元素或氧空位来调控。综述了Co_(3)O_(4)掺杂不同材料后均表现出优异的催化性能与良好甲醇耐受性。Co_(3)O_(4)与Pd掺杂可以提高金属Pd在载体表面的分散性,降低金属颗粒团聚;Co_(3)O_(4)与P的组合使催化剂的内在活性增强;Co_(3)O_(4)与Ni掺杂,在ORR方面表现比Pt/C更好的稳定性和甲醇耐受性;Co_(3)O_(4)掺杂氮原子,这种复合催化剂表现出良好的抗甲醇中毒能力与稳定性。

液相沉淀法制备四氧化三钴技术改进研究

针对锂电池正极材料钴酸锂前驱体—四氧化三钴生产实践中遇到的问题,开发设计了液相合成制备纯相四氧化三钴生产技术,以氯化钴溶液为钴源,氢氧化钠为沉淀剂,乙二胺四乙酸为络合剂,空气为氧化剂,控制合成条件,直接液相合成纯相氧化钴,再经低温烘干制得四氧化三钴粉末。该工艺流程精简、生产周期短(≤18 h)、生产中无氨氮废水排放、能耗低,且产品活性高。产品为高球形度球形颗粒,振实密度为(2.9±0.3)g/cm^(3)、比表面积为(1.8±0.8)m^(2)/g。

形貌可控的四氧化三钴溶剂热合成及反应机理

采用溶剂热法合成了纯相立方晶型四氧化三钴．用聚乙二醇作分散剂，调整溶剂正丁醇和水的比例，可实现对纯相Co3O4的形貌和尺寸大小的控制．采用IR，XRD，TG-DTA和TEM等方法跟踪反应过程，对溶剂热法合成Co3O4的反应机理进行了研究．实验表明合成Co3O4的反应机理分为两步：Co（OH）2-x·（NO3）x被氧化为Co0.81^ⅡCo0.19^Ⅲ（OH）2.11（NO3）0.008·0．43H2O；该氧化产物进而缓慢转化成CO3O4．

水热-热分解法制备棒状和多面体状四氧化三钴

以Co(CH3COO)2.4H2O和H2C2O4.2H2O为原料,聚乙二醇(相对分子质量为20 000)为表面活性剂,在水-正丁醇溶剂体系中及水热条件下制备草酸钴前驱体;采用不同的热分解方法对草酸钴前驱体进行处理制备纯物相的棒状和多面体状四氧化三钴;并用热重-差热分析、红外光谱、X射线衍射和透射电镜对草酸钴前驱体和四氧化三钴产物的结构和形貌进行表征。研究结果表明:对草酸钴前驱体采用不同的热分解方法得到的四氧化三钴的形貌不同,将前驱体于400℃煅烧3 h得到直径约为0.1μm,长度可达1μm的纯物相棒状四氧化三钴;而采用二段热分解方法即将前驱体于350℃煅烧1 h,然后于750℃煅烧2 h时,得到多面体状四氧化三钴。

水热-固相热解法制备不同形貌的四氧化三钴纳米微粉

以氨水和氢氧化钾水溶液为沉淀剂 ,利用沉淀 -固相热解法和中压水热 -固相热解法 ,制备了不同形貌的 Co3 O4纳米微粉 .在水热条件下 ,得到了立方和六角片状的 Co3 O4微粉 ,采用 XRD和 TEM等手段跟踪反应过程并表征产物 ,在此水热反应体系中影响产物 Co3 O4形貌的主要因素是 p H值和 NO-3 .

前驱体对四氧化三钴形貌的影响与表征

以Co(CH3COO)2.4H2O为钴源,聚乙二醇(PEG)20 000为表面活性剂,在水-正丁醇溶剂体系中,分别以氢氧化钾、碳酸铵和草酸为沉淀剂,采用沉淀法制备氢氧化钴、碱式碳酸钴和草酸钴前驱体。氢氧化钴前驱体于160℃通过水热氧化法,可制得立方体状四氧化三钴(Co3O4);碱式碳酸钴和草酸钴前驱体采用水热-热分解法分别于450℃和400℃煅烧3 h可制得球链状和棒状Co3O4。用热重分析、红外光谱、X射线衍射和透射电镜对所制得前驱体和产物Co3O4的形貌和结构进行表征,并对所制备的不同形貌Co3O4进行电化学性能测试。研究结果表明:产物Co3O4的形貌与其前驱体和制备方法有关,当采用氢氧化钴前驱体可制备平均晶粒度约为15 nm的立方体状Co3O4;当采用碱式碳酸钴和草酸钴前驱体可分别制得直径约为40 nm、长约为100 nm的球链状Co3O4和直径约为0.1μm、长度可达1μm的棒状Co3O4。通过对不同形貌的Co3O4进行循环充放电测试,可知纳米级Co3O4的电化学性能优于微米级Co3O4的;立方体状Co3O4的电化学性能优于其他形貌Co3O4的电化学性能,其循环10次后的充电比容量为406 mA.h/g。