微乳液法制備棒狀Co3O4及其對氧氣還原反應(yīng)的協(xié)同催化作用.pdf

1、四氧化三鈷是一重要的p型半導(dǎo)體，它以多種氧化態(tài)形式存在。很多方法被用來制備Co3O4，比如說:固相反應(yīng)法、沉淀法、化學(xué)氣相沉積法、水熱合成法等等。但是，以上方法總是存在一些缺點(diǎn)，或者需要多步反應(yīng)合成，或者要求嚴(yán)格的操作條件，或者兩者兼有，而且制備得到的樣品尺寸和分布不好控制。
　　 本文使用一種簡單的微乳液法來制備棒狀Co3O4，首先，使用CTAB/正丁醇/環(huán)己烷/CoCl2和CTAB/正丁醇/環(huán)己烷/H2C2O4雙微乳液體系制

2、備出CoC2O4·2H2O前驅(qū)體，棒狀Co3O4由CoC2O4·2H2O前驅(qū)體煅燒制得。探討了不同因素對CoC2O4·2H2O前驅(qū)體和棒狀Co3O4形態(tài)的影響，如:沉淀劑的種類，表面活性劑的種類，[H2O]/[表面活性劑]比值，油/水比值和表面活性劑/助表面活性劑比值以及煅燒溫度等等。此外，聚乙二醇(PEG)作為分散劑能大幅改善CoC2O4·2H2O前驅(qū)體和棒狀Co3O4的形態(tài)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)得到了三種不同長徑比的Co3O4，雙連續(xù)相型、W/O

3、型、O/W型微乳液中制備得到Co3O4的長徑比分別為67-150、50-125和10-50。按照理論，由于反應(yīng)在水相中進(jìn)行，W/O型微乳液中制備得到Co3O4的長徑比應(yīng)該最小，所以本文中進(jìn)一步探究了O/W型微乳液中制備得到Co3O4的長徑比最小的原因，影響因素有三個(gè):草酸分子的電離作用，聚乙二醇和正丁醇的作用。
　　 然后，用葡萄糖作為還原劑，用簡單的化學(xué)還原法將Pt粒子負(fù)載到棒狀Co3O4上制成Pt/Co3O4復(fù)合材料，Pt粒

4、子粒徑集中在1.6nm。通過循環(huán)伏安實(shí)驗(yàn)證明，單純的棒狀Co3O4和Pt/Co3O4復(fù)合材料在堿性溶液中氧還原能力很弱，出現(xiàn)微弱的氧還原峰，氧還原峰電位在-0.50～-0.40V之間，峰電流密度為0.5～0.6mA·mg-1。但是將Co3O4以及Pt/Co3O4復(fù)合材料和炭黑(Vulcan-72)按一定比例共混后，氧還原能力增強(qiáng)，氧還原峰電位在-0.35～-0.30V之間，峰電流密度為6-11mA·mg-1，峰電位和峰電流都得到了很大提