鈷基化合物納米結(jié)構(gòu)陣列的制備及其電化學(xué)電容性能研究.pdf

1、近年來(lái)，納米材料由于其獨(dú)特的性能及應(yīng)用成為研究學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)。而鈷基化合物納米結(jié)構(gòu)陣列具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，優(yōu)秀的電容性能，因而在超級(jí)電容器、太陽(yáng)能電池、鋰離子電池等領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用。本論文以鈷基化合物為研究對(duì)象，利用Co3O4納米線為犧牲模板水熱法制備Co3S4納米片陣列，在此基礎(chǔ)上分別將Co3O4納米線與Co3S4納米片陣列直接作為電極，并對(duì)其電容性能進(jìn)行測(cè)試。同時(shí)采用水熱法制備ZnCo2O4納米線，將其直接作為電極進(jìn)行電容性能進(jìn)行

2、測(cè)試，并將ZnCo2O4納米線組裝成超級(jí)電容器，取得了一些重要結(jié)果。主要內(nèi)容如下：
　　1.采用水熱法在泡沫鎳上制備Co3O4納米線陣列。實(shí)驗(yàn)表明，我們制備出了高純度Co3O4納米線陣列，直徑在約80nm區(qū)域內(nèi)，相鄰的Co3O4納米線輕微地彎曲在頂部團(tuán)簇在一起，呈現(xiàn)出像葉子一樣的形貌，而這種結(jié)構(gòu)特征有利于Co3S4納米片的形成。
　　2.以水熱法制備的Co3O4納米線陣列為模板，采用犧牲模板法制備了多孔單晶的Co3S4納米片

3、陣列。電化學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明制備的Co3S4納米片陣列具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，因而作為電極直接測(cè)試的電容性能較高，當(dāng)電流密度為4mA·cm-2時(shí)，面積電容為2.69F·cm-2。當(dāng)以較大的電流密度24mA·cm-2連續(xù)充放電循環(huán)3000次后，電容仍保留96.2％。我們的結(jié)果表明Co3S4納米片陣列在未來(lái)制備超級(jí)電容器電極材料方面存在巨大的前景。
　　3.以水熱法在泡沫鎳上制備ZnCo2O4納米線陣列，實(shí)驗(yàn)表明，我們制備出了高純度ZnCo2O

4、4納米線陣列，長(zhǎng)度在約4um區(qū)域內(nèi)。電化學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)試ZnCo2O4納米線陣列的電容性能，當(dāng)電流密度為1mA·cm-2時(shí)，面積電容為1.52F·cm-2。當(dāng)電流密度為10mA·cm-2時(shí)，連續(xù)充放電循環(huán)2000次后，電容仍保留86.2%。并且進(jìn)一步將ZnCo2O4納米線電極直接組裝成超級(jí)電容器，充電后的超級(jí)電容器與紅色LED燈串聯(lián)后，能使紅色LED燈正常發(fā)光，發(fā)光幾十秒后，燈光逐漸熄滅。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明ZnCo2O4納米線陣列在超級(jí)電容器電極材