Ce掺杂的钴酸锌多孔网状材料的制备及性能研究

采用简单的电化学沉积法进行了Ce掺杂的钴酸锌复合材料(Ce-ZnCo_(2)O_(4))的制备,运用XRD、SEM、TEM方法对样品进行表征分析,研究了Ce的掺杂对材料稳定性的影响。结果表明:实验中制备的Ce-ZnCo_(2)O_(4)呈现为多孔的网状结构,无其他杂质峰和杂质元素存在,纯度较高。在实验中,研究了Ce-ZnCo_(2)O_(4)的电化学性能。电流密度为1 A·g^(-1)时,电极的比容量是2380 F·g^(-1),当电流密度每次改变100次回到1 A·g^(-1)时,比容量为2370 F·g^(-1),是初始比容量2380 F·g^(-1)的99.5%,说明Ce-ZnCo_(2)O_(4)具有很好的稳定性,可以重复多次利用。在Ce-ZnCo_(2)O_(4)/CNTs器件的循环稳定性能测试中,当电流密度为1 A·g^(-1)时,比电容为181 F·g^(-1),进行10000次循环充放电测试后,比容量变成了153 F·g^(-1),保持了84.5%的起始比电容,该结果表明此电极材料的循环使用寿命长且循环稳定性良好。

离子交换法合成钴酸锌纳米空心材料及磁性

采用所合成的四氧化三钴纳米立方颗粒作为前驱体,在相对低温的水热条件下,通过反应体系中自身存在的扩散作用和离子交换作用,可控制备了钴酸锌纳米空心材料。利用SEM、TEM、EDS和XRD等测试方法对样品进行了形貌、结构、组成和物相的表征。结果表明,所得钴酸锌纳米盒粒径均匀,分散度好;钴酸锌纳米盒颗粒大小约为20nm,整个纳米盒为单晶。研究了钴酸锌纳米盒的生长机理。对所制备的材料进行了磁学性质测试,结果显示,尖晶石型结构钴酸盐纳米材料的磁性大小可以通过改变实验条件而加以调变。

新工科背景下大学生科研创新训练的探索实践——多孔钴酸锌的快速合成及其对高氯酸铵的热催化性能研究

通过以多孔钴酸锌的快速合成及其对高氯酸铵的热催化性能研究的大学生科研创新训练项目,从催化剂材料的设计合成,结构表征,对AP热催化分解催化性能和催化机理等多方面进行探索和实践。结果表明,科研创新训练项目可以使学生在文献查阅,独立思考,创新能力,实践能力,论文撰写等方面得到系统的锻炼和提高。

温和条件下钴酸锌的水热合成

以醋酸锌和醋酸钴为原料在 2 2 0℃、48h的条件下用水热方法合成了纯钴酸锌 (ZnCo2 O4)。用XRD、SEM等对产物进行了表征。研究了介质的碱度、矿化剂、原料配比、反应温度和反应时间、不同阴离子等因素对产物的影响。ZnCo2 O4平均粒径为 0 .1～ 0 .

多孔钴酸锌材料的制备及嵌锂性能

以草酸为络合剂，采用共沉淀法制得前驱体，再在氧气气氛中、500℃下煅烧2h，制备纳米多孔钴酸锌（ZnCo2O4）材料。XRD、SEM、透射电镜（TEN）和热重．差热分析（TG-DTA）测试结果表明：材料是由纳米颗粒（20—50nm）组成的纯相多孔ZnCo2O4，前驱体的热分解有2个明显的热失重过程。电化学性能测试结果表明：在0．01—3．00V充放电，当电流为100mA／g时，首次、第50次循环的放电比容量分别为1443．2mAh／g和1275．1mAh／g；当电流为500mA／g、1000mA／g和1500mA／g，平均放电比容量分别为1039mAh／g、854mAh／g和636mAh／g。

高温煅烧制备锂离子电池负极材料钴酸锌的性能研究

对于锂离子电池想要提升性能,本文通过运用高温煅烧法制备锂离子电池,经过调整有关工艺参数,对于不同的保温时间、加热时间、尿素/CTAB以及煅烧温度等多因素,所对锂离子电池的制备结构、外观效果产生的影响展开分析,并着重分析了差异化制备条件,锂离子电池负极材料钴酸锌的电化学性能。最终选取最优化试验条件,制备锂离子电池经50次循环仍然能够达到262.1mAh/g的放电比容量。

纤维状多孔钴酸锌的可控制备及电化学性能

以ZnCl2、CoCl2·6H2O和草酸为原料,利用氨水为配位剂和溶液pH值调节剂,采用配位共沉淀-热分解法制备纤维状多孔钴酸锌粉末;采用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、红外光谱仪以及比表面积仪对ZnCo2O4粉末的形貌和结构进行了表征,考察了溶液pH值对前驱体粉末形貌和分散性的影响,并通过电化学工作站以及蓝电测试系统考察了不同热分解温度下的ZnCo2O4粉末作为锂离子电池负极材料的电化学性能以及钴酸锌粉末的脱嵌锂机制。结果表明:氨与锌钴离子配合生成草酸锌钴氨复盐是形成纤维状钴酸锌前驱体粉末的内在机制;热分解得到的钴酸锌粉末继承了前驱体的形貌,呈纤维状,比表面积为141m2·g^-1,平均孔径为8.7nm。热分解温度为350℃时所得的钴酸锌粉末在100mA·g^-1的电流密度下,起始比容量为1504mAh·g^-1,循环50次后,可逆比容量保持在987.2mAh·g^-1,可逆容量保持率为96.2%;并且在500mA·g^-1的电流密度下,其容量仍能保持在565.7mAh·g^-1,表明该纤维状钴酸锌粉末具有良好的循环性能和倍率性能。

ZnCo_(2)O_(4)@CoWO_(4)纳米复合材料的制备工艺及电化学性能研究

采用水热合成法在泡沫镍基体上生长ZnCo_(2)O_(4)纳米针阵列,并在其表面沉积CoWO_(4)纳米片,进而制备核壳ZnCo_(2)O_(4)@CoWO_(4)复合电极材料。利用SEM、XRD和电化学工作站表征了电极材料的微观形貌、相结构和电化学性能。结果表明:ZnCo_(2)O_(4)@CoWO_(4)电极材料的微观形貌呈棒状,CoWO_(4)纳米片紧紧地包裹在ZnCo_(2)O_(4)纳米针的表面,同时其电化学性能在单体的基础上明显提高。ZnCo_(2)O_(4)@CoWO_(4)复合电极材料具有高比容量,充放电循环性能增强,能有效地解决单体ZnCo_(2)O_(4)材料导电性差和体积膨胀带来的循环稳定性差的问题。

Co^(2+),Zn^(2+)双掺杂铌酸锂晶体的坩埚下降法生长及其光谱特性(英文)

在LiNbO3中掺入0.1%(摩尔分数,下同)的CoO与3%,6%的ZnO,采用坩埚下降法技术生长了双掺杂的Co2+∶Zn2+∶LiNbO3晶体。用X射线衍射与差热分析表征了获得的晶体。测定了晶体不同部位在350~2 500 nm波段的吸收光谱。研究表明:Co离子位于LiNbO3晶体的崎变的氧八面体中,呈现+2价,沿着生长方向Co2+在晶体中的浓度逐渐减少。ZnO的掺杂有效地抑制了Co2+离子在晶体中的掺入,使得Co2+在晶体中浓度的分布变得均匀。同时发现:ZnO的掺入使得上部晶体的熔点升高。从化学组分的角度解释了产生熔点变化的原因。观测到了750 nm波长的荧光发射带。

两种形貌的高储电性能ZnCo_(2)O_(4)电极材料

由于ZnCo_(2)O_(4)具有合成方法简单、成本低廉等优点,成为超级电容器领域的一种重要电极材料.通过水热、退火两步处理,制备了两种不同形貌的ZnCo_(2)O_(4)材料,并在三电极体系中测试其超级电容器性能.结果表明,花状形貌的ZnCo_(2)O_(4)纳米片微球比纳米片状ZnCo_(2)O_(4)的性能更好.电流密度1 A·g^(-1)时,ZnCo_(2)O_(4)纳米片微球电极的比电容高达3 005.0 F·g^(-1);电流密度20 A·g^(-1)时,比电容仍能保持2150.0F·g^(-1),电容保持率为71.5%.循环充/放电10000次后,电容保持率仍达到93.8%.该ZnCo_(2)O_(4)纳米片微球电极材料在超级电容器电极领域具有良好的应用前景.

ZnO-CoO型绿色无机颜料合成及影响因素研究

以ZnO和CoO为原料,采用固相烧结法制备了模拟叶绿素光谱曲线的绿色无机颜料,探究了该绿色无机颜料在380~1 380 nm波长范围内的光谱曲线和颜色色度的变化规律。研究结果表明:通过调整原料配比、烧结工艺、辅助剂及粉磨参数等,可以调控该无机颜料色度变化(L^*=42.8~54.63,a^*=-8.82^-12.9,b^*=3.19~5.28);CoO是决定颜料色度变化的主要物质,其含量为2.5wt%且烧结温度为1 100℃时,可以制备得到色度最佳、模拟某叶绿素光谱曲线最优的绿色伪装颜料;通过球磨可以改善颜料的粒度进而影响颜色的变化,当球磨时间为1.5 h时颜料具有最佳的粒径和色度值。

ZnCo_2O_4及ZnCo_2O_4/rGO复合材料的制备与电化学性能

采用一步水热法制备尖晶石型钴酸锌(ZnCo_2O_4)及钴酸锌/石墨烯(ZnCo_2O_4/rGO)复合材料,通过XRD,SEM和RST5000电化学工作站对材料的组分、表面形貌及电化学性能进行表征。通过改变水热温度,制备出具有辐射状花簇团结构、褶皱片层结构和表面光滑的球体结构的ZnCo_2O_4电极材料。结果表明:加入石墨烯后,ZnCo_2O_4呈规则的多边形结构,附着在石墨烯片上,两者的协同作用可有效改善电极材料的电化学性能;钴酸锌与氧化石墨烯的质量比为6∶1时得到的ZnCo_2O_4/rGO复合材料的比电容为205F/g,比纯ZnCo_2O_4的比电容提升了约114%。

ZnCo_2O_4尖晶石纳米粉体的新型共沉淀法合成及表征

以草酸为沉淀剂、乙醇为溶剂，通过新型共沉淀法合成分子前躯体锌钴草酸复合盐ZnCO2（C2O4）3·4H2O，对该前躯体在不同温度下热处理即可制得锌钴尖晶石粉体．利用热重分析仪（TGA）和差示扫描量热仪（DSC）对前躯体热分解过程分别进行热失重分析和动力学分析．结果表明，前躯体热分解仅经历2个热失重过程（脱结晶水和最后分解）且最后分解过程遵循随机成核和核随后生长单一的动力学机理，活化能不随转化率的变化而变化．由此说明前驱体为草酸复合盐而不是二元混合盐．利用X-射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）和透射电子显微镜（TEM）等分析手段对尖晶石粉体进行表征．结果显示，前躯体在低温段450—650℃煅烧2h即可获得单相、颗粒细小均匀的尖晶石粉体，高温750℃煅烧，得到ZnO和缺锌的锌钴尖晶石的混合物，

高效结晶型DMC催化剂制备及其催化性能

以ZnO,Zn(OH)2,ZnCO3,碱式ZnCO3为前体,采用沉淀转化方法制备基于Zn3[Co(CN)6]2的双金属氰化络合物催化剂,研究了前体制备方法对其催化环氧丙烷与CO2共聚催化性能的影响.结果表明,以Zn(OH)2为前体制备的催化剂催化活性有最高,达到4 400 g/g以上,约为传统的溶液沉淀法制备的催化剂催化效率的2倍.该前体的凝聚态结构对催化剂效率影响很大,以ZnC l2和NaOH溶液制备得到的Zn5(OH)8C l2.H2O相能高效转化为催化剂活性结构,得到高效结晶型催化剂.催化剂催化活性也与前体的粒径有关,前体粒径大于75μm时,催化效率明显下降.

沉淀转化法制备高效结晶型DMC催化剂

以ZnO，Zn（OH）2，ZnCO3，碱式ZnCO3为前体，采用沉淀转化方法制备基于Zn3[Co（CN）6]2的双金属氰化络合物催化剂，研究了前体制备方法对其催化环氧丙烷与CO2共聚催化性能的影响。研究表明，以Zn（OH）2为前体制备的催化剂催化活性有最高，达到4400g，g以上，约为传统的溶液沉淀法制备的催化剂催化效率的2倍，并且前体的晶态完整性与催化剂催化活性有关联性。

泡沫镍上生长纳米片ZnCo_2O_4负极材料

采用水热法和烧结法在泡沫镍基底上制备锂离子电池负极材料钴酸锌（ZnCo_2O_4）,用XRD、SEM分析物相结构与形貌,用恒流充放电、循环伏安测试电化学性能。合成的ZnCo_2O_4纳米薄片呈横竖交错的叶状。ZnCo_2O_4/泡沫镍复合电极可缓冲充放电过程中的体积膨胀效应,改善体系的循环性能。以100 m A/g的电流在0.01~3.00 V循环,首次放电比容量为1 301.7 mAh/g,首次库仑效率为85.5%,循环50次,可逆比容量仍保持在1 249.5 mAh/g。

水热法制备蜂窝状ZnCo_2O_4/rGO

以石墨烯为基底,用水热法制备蜂窝状钴酸锌（ZnCo2O4）/还原氧化石墨烯（rGO）微球复合材料。用XRD、SEM分析复合材料的结构和形貌,用恒流充放电及循环伏安法测试复合材料的电化学性能。石墨烯的加入,可改变ZnCo2O4颗粒的形貌,并改善复合材料作为锂离子电池负极活性物质的电化学性能。以500 m A/g的电流在0.013.00 V循环,复合材料的首次放电比容量为1 326.7 m Ah/g,第70次循环的放电比容量为1 212.4 m Ah/g。

ZnCo2O4电极材料的形貌调控制备与超级电容特性的研究

本文采用水热反应和高温将ZnCo2O4纳米活性材料原位生长在泡沫镍上,并通过控制前驱体溶液中NH4F的添加量,获得了ZnCo2O4四种不同的形貌.以ZnCo2O4-2/NF为正极,AC/NF为负极,组装得到纽扣式非对称超级电容器ZnCo2O4-2/NF//AC/NF.通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)等方法对四种形貌ZnCo2O4的组成和结构进行了分析.在三电极体系下对不同形貌的ZnCo2O4电极进行循环伏安、恒流充放电以及电化学阻抗测试.结果表明,当NH4F的添加量为5 mmol时,所获得的薄纳米线团簇具有最高的面积比容量.在电流密度为5 m A·cm-2下,比容量为2.77 F·cm-2.基于正负两个电极的总面积,纽扣式非对称超级电容器的最大能量密度达到114.49μWh·cm-2,相应的功率密度达到4001.59μW·cm-2.同时,功率密度达到24000μW·cm-2时,对应的能量密度为80μWh·cm-2.

溶剂热制备绒球状ZnCo2O4/CNT多孔微球

用溶剂热法制备绒球状钴酸锌(ZnCo_2O_4)/碳纳米管(CNT)复合材料。用XRD、SEM技术分析物相和形貌,用恒流充放电及循环伏安法测试电化学性能。添加CNT使ZnCo_2O_4呈多孔结构,可提高作为锂离子电池负极材料的电化学性能。以500 mA/g的电流在0.01~3.00 V循环,ZnCo_2O_4/CNT的首次充、放电比容量分别为1 002.3 mAh/g、1 284.9 mAh/g,首次库仑效率达78.00%;第50次循环的充、放电比容量分别为1 197.2 mAh/g、1 209.8 mAh/g,库仑效率达98.96%。

介孔纳米片构筑具有微纳分级结构的ZnCo_2O_4微米花及制备高比能锂离子电池

报道了用水热法合成具有微纳分级结构的Zn Co_2O_4微米花,这种微纳分级结构在纳米尺度上是平均厚度为90nm的纳米片,并且纳米片上分布着4~12nm的介孔,借此可以极大地提高电极材料与电解液的接触面积;卷曲的纳米片进一步组装成尺度为2~4μm的具有玫瑰花状的微米花,通过微米尺度的3D结构可以防止电极材料在充放电过程中发生堆叠。研究表明这种微纳分级结构的电极材料适用于制备高比能的锂离子电池,并表现出良好的充放电能力、循环稳定性和倍率性能。如在200m A/g电流密度下经140次循环后放电容量高达935m Ah/g;在1000m A/g电流密度下经250次循环后放电容量仍达到567.4m Ah/g。