Co_3O_4纳米线阵列的制备及其储锂性能

利用水热和后热处理的方法,在不锈钢片上制备了Co_3O_4纳米线阵列,并作为阳极应用到锂离子电池上。结构和形貌表征发现,Co_3O_4纳米线为多孔结构,由大小为20~40nm的Co_3O_4颗粒构成。电化学特性测试表明,Co_3O_4纳米线阵列电极具有良好的循环稳定性和优异的倍率特性,在890mA/g的电流密度下,可逆容量为1 300mAh/g,循环150次后,库伦效率保持在99%以上。分析指出,多孔纳米结构不但使活性物质Co_3O_4能够充分与电解液接触并反应,有效地适应材料在充放电过程中的体积变化,而且减小了锂离子和电子在其中的输运距离。同时,在集流体上直接生长活性物质,它们之间具有良好的电接触,有利于电子通过界面的快速传输。

Co_3O_4/MnO_2杂化纳米线阵列的超电容性能研究

作为解决当前能源问题的新型储能设备,超级电容器正在被广泛应用到各个领域。而作为超级电容器核心部分的电极材料的优化成为实验研究的重点。为此,进行了Co-Mn复合杂化纳米阵列的制备以及其超电容性能的探索。通过水热合成法,以泡沫镍为基底材料,将硝酸钴、硝酸锰和尿素按一定比例配好,采用控制单一变量的方法,以反应物的配比、水热温度及水热时间为研究对象进行探索性实验。通过XRD、SEM分析所制备样本的结构和形貌特征,并在电化学工作站对其进行循环伏安测试和充放电测试。研究结果表明:按照实验方案可以制备得到Co_3O_4/MnO_2杂化纳米线阵列;在90℃、硝酸钴100 mmol·L^(-1)、硝酸锰50 mmol·L^(-1)、水热反应10 h时制备得到的杂化纳米线阵列的超电容性能最好。

泡沫镍负载Co_3O_4纳米线制备及其超电容性能研究

以硝酸钴、尿素为原料,泡沫镍为基底,通过水热、煅烧法制备了Co_3O_4纳米线阵列,并采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜及X射线衍射对Co_3O_4纳米线的微观形貌及晶体结构进行了分析。采用电化学工作站测试了Co_3O_4纳米线阵列作为超级电容器电极的电化学性能。结果显示:Co_3O_4纳米线阵列作为超级电容器电极材料在5mA/cm^2的电流密度下,具有高达1670F/g的比电容。同时显示出良好的倍率特性和较高的循环稳定性,应用前景良好。

Co_3O_4纳米线的丙三醇辅助合成及其电化学性质(英文)

以硝酸钴和丙三醇为反应物通过反应条件的改变控制制备出Co3O4纳米线.利用粉末X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对产物的形貌与结构进行了表征.实验发现,在低扫描速率下,Co3O4纳米线电极的循环伏安(CV)曲线呈现出两对氧化还原峰.恒电流充放电实验中,氧化钴纳米线电极在1A.g-1电流密度下的电容为163F.g-1;在1和4A.g-1条件下,其容量随循环次数的增加先上升后下降,1000次充放电循环后容量保持率分别在98%和80%以上,继续增加循环次数则容量下降比较明显.锂离子电池性质测试中,氧化钴纳米线的放电容量为1124mAh.g-1,然而放电容量随循环次数增加下降较快.基于实验结果,对Co3O4纳米线的形成机理及其结构与电化学性质之间的关系进行了探讨.

溶胶—凝胶模板法制备有序Mn_3O_4纳米线阵列

通过模板法制备的一维金属氧化物纳米结构在材料科学领域具有潜在的应用前景。以醋酸锰为前驱体,利用多孔阳极氧化铝膜(anodic aluminum oxide,AAO)为模板,通过溶胶—凝胶法成功制备出Mn3O4纳米线阵列。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析技术等手段分析合成条件与产物的结构、形貌之间的关系。结果表明,所得产物为四方尖晶石结构,纳米线直径约80 nm,长度约几微米。通过测试产物的磁滞回线,发现其在常温下呈顺磁性。

核壳结构TiC/Co_3O_4纳米线的制备及其电化学储锂性能

以棉纤维为碳源和模板,采用生物模板法成功合成制备直径约100～150nm、长度几至十几微米的TiC纳米线,进而通过水热反应在其表面均匀沉积Co_3O_4纳米微粒,所构建的核壳结构TiC/Co_3O_4纳米线具有良好的循环稳定性和高倍率性能。在50mA/g电流密度下循环的第2次、第50次放电容量分别为824.3mAh/g和753.7mAh/g;在倍率性能测试中,当电流密度回到50mA/g时,可逆放电容量为1060.4mAh/g,高于起始的1048.2mAh/g。

Co_3O_4纳米片阵列的制备方法及其在超级电容器中的应用研究进展

氧化钴(Co_3O_4)纳米片阵列具有比表面积大、环境友好以及成本低等优点,同时具备比电容高、循环稳定性好、电容量大等电化学性能,是应用前景广阔的超级电容器材料。综述了Co_3O_4纳米片阵列的制备方法及其在超级电容器中的研究进展,并对其未来发展进行了展望。

Ag_3PO_4/ZnO纳米线阵列复合光催化剂的研制及光催化降解罗丹明B研究

水热法制备了ZnO纳米线阵列后,用逐级化学浴沉积法将Ag3PO4沉积在阵列上形成Ag3PO4/ZnO纳米线阵列复合光催化剂。运用XRD、SEM、EDS、紫外-可见漫反射光谱、光电流性能测试、光催化降解等技术手段对Ag3PO4/ZnO纳米线阵列的形貌结构、光电性能等进行表征。探讨了逐级化学浴沉积Ag3PO4的次数对其光催化效率的影响。光电性能测试表明,Ag3PO4/ZnO纳米线阵列具有比纯ZnO纳米线阵列更高的光生电流密度,光响应更好。与纯ZnO纳米线阵列相比,Ag3PO4/ZnO纳米线阵列材料对罗丹明B的光降解效率显著提高,降解速度是纯ZnO纳米线阵列的7.7倍,沉积5次的复合阵列的光催化活性最高。

氧空位Co_(3)O_(4)纳米线阵列的制备及其高效电催化合成氨

室温下的电化学氮还原反应(NRR)为合成氨提供了一条温和的途径。然而,常温常压下电化学NRR的活性和选择性较差。过渡金属氧化物上的氧空位可以为N;分子的吸附和活化提供独特的活性位点。制备了一种氧空位Co_(3)O_(4)(V-Co_(3)O_(4))纳米线阵列。喇曼光谱和X射线光电子能谱(XPS)测试显示氧空位可以稳定地存在于V-Co_(3)O_(4)纳米线阵列上。电化学测试表明,V-Co_(3)O_(4)具有高效的电化学氮还原反应活性和选择性。在工作电极上施加-0.3 V时,氨的产量高达10.9μg·h;·cm^(-2),法拉第效率为6.3%。这种低成本的过渡金属氧化物是有前途的固氮催化剂之一。

湿法制备纳米晶Co_3O_4及其微观结构研究

采用 [Co(NH3 ) 6] 3 + 和Co2 + 在温度 5 0～ 90℃ ,pH =9～ 11条件下制备了纳米晶Co3 O4.X射线衍射仪 (XRD)、透射电镜 (TEM)分析表明 :产物为尖晶石型结构 ,空间群Fd3m ,晶胞参数a =0 80 777( 5 )nm ,氧参数 μ =0 3 895 ( 7) ,形貌为球形 ,晶粒尺寸约为 4～ 3 0nm .研究了反应温度对其晶粒大小和分布、形貌、结晶度等微观结构的影响 。

溶剂热法合成纳米立方状Co_3O_4及其电容特性研究

以聚乙二醇为分散剂,在水-正丁醇体系中采用溶剂热法合成纳米立方状Co_3O_4。采用IR、XRD和TEM等手段对前驱物及产物的物相和形貌进行表征,对溶剂热法合成Co_3O_4的反应机理进行初步研究,并以Scherrer公式计算出样品平均晶粒尺寸为21.6nm。通过循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等测试对Co3O4电极的电化学性能进行表征。结果表明,在2mol·L^(-1)KOH溶液中,-0.4￣0.46V(vs.SCE)电位范围内,立方状Co_3O_4具有良好的电容特性、大电流充放电性能及循环稳定性。单电极初始比容量达333.21F·g^(-1),1000次循环后样品比容量保持69%。通过XRD测试分析Co_3O_4循环前后的物相转变,结果表明经过1000次循环后Co_3O_4仍保持为立方晶型。

模板法Li_4Ti_5O_(12)纳米线阵列的制备及其机理分析

通过溶胶填充模板法制备了Li4Ti5O12纳米线阵列,采用SEM、EDS、XRD对纳米线形貌和组成进行了表征.实验结果表明:以孔径为100nm阳极氧化铝模板(AAO),于-0.1MPa负压环境中填充0.8 mol/L Li4Ti5O12溶胶,80℃干燥,900℃空气气氛中焙烧20h,重复填充-干燥-焙烧四次,得到平均直径为70nm尖晶石结构的Li4Ti5O12纳米线阵列.其直径和长度分别由模板的孔径、厚度,溶胶浓度和填充次数控制,晶体结构取决于焙烧时间和温度.并在实验基础上,分析了纳米线形成机理.

以泡沫镍载NiCo_2O_4纳米线阵列为阴极催化剂的Al-H_2O_2半燃料电池

研究了以泡沫镍载NiCo2O4纳米线阵列为阴极催化剂的Al-H2O2半燃料电池的性能.以无模板生长法制备了泡沫镍载NiCo2O4纳米线阵列阴极材料,SEM测定结果表明,NiCo2O4纳米线几乎垂直于泡沫镍载体表面生长.以电压和功率密度-电流密度曲线研究了H2O2浓度、电解液流速和温度对电池性能的影响,结果显示,以铝片为阳极,0.6 mol/L H2O2为氧化剂的电池的开路电压约为1.40 V;在室温和57℃下,电流密度为98和172 mA/cm2时,最大功率密度分别达到79和120 mW/cm2.在5000 s的测试时间内,0.70 V的恒电流密度和75 mA/cm2的恒电压值几乎为一常数,这表明以泡沫镍载NiCo2O4纳米线阵列为催化剂电还原H2O2具有很好的活性、稳定性和传质性能.

LaPO_4∶Ce^(3+)/Tb^(3+)纳米线的合成和发光特性

通过水热法合成出Ce3+和Tb3+共激活的LaPO4纳米线,并同相应的微米棒进行了比较。研究了其荧光光谱和动力学过程。结果表明纳米线和微米棒的晶体结构均为单斜相。在单掺杂Ce3+和Tb3+的材料中,微米棒的发光强度与纳米线相比稍有提高,但在共掺杂的纳米线样品中对应Ce3+的激发,Tb3+的5D4→7F5绿光发射比微米棒提高了3～5倍。通过动力学研究,纳米线中Ce3+和Tb3+的电子跃迁速率与微米棒对比没有显著的提高,且Ce3+→Tb3+的能量传递速率降低了3倍。Tb3+的5D3能级衰减包括两个过程:快过程和慢过程。纳米线以慢过程为主,而微米棒以快过程为主。我们认为慢过程对应5D3→5D4的弛豫,快过程对应5D3向其他缺陷能级的跃迁。因此共掺杂纳米线中强度的提高被归因于在纳米线中更多的边界阻碍而引起在高于5D4的激发态能级上损失的能量更少。

纳米Co_3O_4粒子制备新方法

采用一种新方法———接枝羧基淀粉(ISC)吸附金属离子前驱物(ISC Co)热解法, 制备了粒度分布均匀、分散性好的Co3O4 纳米颗粒. 该法分为3步: ISC的合成; ISC Co的制备; ISC Co分解及 Co3O4 纳米颗粒的晶相转化.对 ISC 和 ISC Co的红外光谱(IR)进行了对比和讨论, 利用差热 热重(DTA TG)分析法研究了前驱物的分解过程; 通过X射线衍射(XRD)数据分析了Co3O4 纳米颗粒的晶相, 借助透射电镜(TEM)观察了纳米粒子的形状和尺寸分布.

以NH_4HCO_3为沉淀剂通过共沉淀法制备2Y-TZP纳米粉体

以NH_4HCO_3,ZrOCl_2·9H_2O和Y(NO_3)_3为原料,在乙醇溶液中通过共沉淀法制备2Y-TZP纳米粉体,并对其中的反应机理进行研究.在沉淀过程中,NH_4HCO_3和ZrOCl_2通过两步反应生成(NH_4)_3ZrOH(CO_3)_3·2H_2O对沉淀.首先NH_4HCO_3和ZrOCl_2反应生成Zr(OH)_4,其后Zr(OH)_4和NH_4HCO_3进一步反应生成(NH_4)_3ZrOH(CO_3)_3·2H_2O.(NH_4)_3ZrOH(CO_3)_3·2H_2O不稳定,在130℃即可分解生成ZrO_2,并放出氨气、水和二氧化碳.沉淀产物经300和450℃煅烧后得到的ZY-TZP粉体颗粒尺寸细小,不存在大的硬团聚,具有良好的烧结性,在1225℃即可实现高度致密化.

WO3·H2O纳米线阵列的制备及其光催化活性

制备了具有有序孔洞多孔阳极氧化铝(AAO),并以之为模板通过溶胶-凝胶法制备高度取向的WO3·H2O纳米线阵列,用X射线衍射、XPS、扫描电镜(SEM)和比表面积仪进行表征。结果表明:WO3·H2O纳米线线径与AAO模板的孔径一致,且分布均匀,线径为26 nm,线长为1.1μm;与相同条件下用玻纤布作载体制备的WO3·H2O膜相比,其平均晶粒小,低密度,高比表面积。将催化剂WO3·H2O/AAO与WO3·H2O/玻纤布两者分别对气相甲醛进行光催化降解反应以评价它们的光催化活性,得出WO3·H2O纳米线阵列光催化降解气相甲醛反应速率常数大约是WO3·H2O/玻纤布的3.4倍,说明以AAO为模板制备的WO3·H2O纳米线阵列具有更高的光催化活性。

Co_3O_4纳米晶的制备和表征

发现了一种新制备Co3O4纳米晶的新方法。这种方法是先将高分子聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和乙酸钴溶解到溶剂中缓慢蒸发溶剂,然后干燥形成的前驱体,最后在400℃温度下煅烧制备了Co3O4纳米晶。生成的产物用XRD,SEM,TEM等测试方法进行了表征。结果发现在不同的溶剂中形成前驱体所制备的Co3O4纳米晶具有不同的形貌特征,使用乙醇溶剂时生成了大量的由Co3O4纳米晶自组装形成的Co3O4微米球;而使用水溶剂时则生成的全都是Co3O4纳米晶。实验结果表明在不同溶剂中形成的前驱体对于最终制备的Co3O4纳米晶形态有着很大的影响。

Co_3O_4纳米粒子的表面改性及其对复合材料性能的影响

Co3O4纳米粒子填充耐高温有机硅树脂复合材料,可用来制备耐高温热流传感器表面的吸收热辐射材料。Co3O4粒子表面采用接枝处理的方法接枝上甲基丙烯酸丁酯来改善纳米粒子与有机树脂的界面性能和防止粒子间的相互团聚。采用红外分析和热失重分析的方法研究了接枝状态和接枝率。Co3O4纳米粒子的表面处理对复合材料界面性能、吸热性能和耐热性能的影响通过透射电镜(TEM)、热流传感器的校正试验、热失重分析(TGA)和热失重的微分曲线(DTG)进行了研究。结果发现,Co3O4粒子的表面处理提高了其在有机硅树脂中的分散性能,同时提高热流传感器的热流灵敏度。未改性纳米Co3O4粒子的加入降低硅树脂的耐热性;经表面改性的Co3O4粒子的加入,提高硅树脂的耐热性。

模板法合成Sr_2CeO_4纳米线阵列

以多孔阳极氧化铝为模板,采用逆向迁移技术,在模板的纳米孔道内反应形成一维纳米结构前驱体,再经后续处理,制得了Sr2CeO4纳米线。通过X射线衍射光谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等检测手段对产物进行了表征,结果表明,所得Sr2CeO4纳米线阵列排列整齐,单体纳米线的直径大约为60nm,与所用模板的孔径相当,长度可达30μm。