過渡金屬氧化物納米材料的制備及其電化學性能研究.pdf

1、納米科技的發(fā)展為新材料的研究開辟了新的領域。其中錳基及鈷基氧化物納米材料由于具有光學、電學、磁學、催化及場發(fā)射等性質，在傳感、催化、磁性、能量儲存與轉換等領域有著廣闊的應用前景。它們不僅可以作為微膠囊材料廣泛應用于化妝品、藥物、染料、敏感性試劑等可控運輸和釋放體系，還可以用做輕質填料、高選擇性催化劑或催化劑載體，因而受到了人們的廣泛關注，成為研究的熱點。
　　 本文采用水熱法通過控制生長條件，并經(jīng)過后續(xù)的熱處理可控合成了一系列不

2、同尺寸和形貌的錳基、鈷基及鉛基氧化物納米材料，并研究了其電化學性能。主要內(nèi)容有：
　　 (1)使用簡易的室溫或水熱方法制備出不同形貌MnCO3微結構。經(jīng)600℃熱處理后，室溫制備MnCO3轉變成Mn2O3膠體片，而水熱制備MnCO3樣品則形成多孔Mn2O3納米結構。然而，室溫制備MnCO3經(jīng)120℃熱處理后形成Mn2O3晶相。制各樣品經(jīng)過X射線衍射(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)表征表明，熱處理MnCO3前驅物形成Mn2O3

3、過程導致產(chǎn)物形貌與結構變化。其形成機理又通過透射電子顯微鏡(TEM)和紅外光譜(FTIR)進一步研究。Mn2O3納米結構的電容性質通過循環(huán)伏安法表征，結果表明Mn2O3形貌與結構對其電容有重要影響。
　　 (2)在六水合硝酸鈷(Co(NO3)2·6H2O)和丙三醇體系中，采用水熱法合成了微納米Co3O4及鈷化合物，通過改變反應參數(shù)，如反應物的配比來控制產(chǎn)物的形貌與尺寸。采用XRD、SEM、TEM和FTIR對產(chǎn)物的物相，形貌和結構

4、進行表征。水熱所得產(chǎn)物經(jīng)500℃熱處理后得到純的針狀Co3O4納米線。通過循環(huán)伏安對Co3O4電極的表征表明，Co3O4納米結構的形貌與晶粒尺寸對其電化學性能有顯著影響。
　　 (3)使用一種無表面活性劑輔助的室溫合成方法，通過反應物配比的簡單調控，實現(xiàn)了堿式碳酸鉛單晶膠體納米結構的簡易合成。改用水熱反應條件，基于奧斯特瓦爾德熟化效應，則合成多邊形片狀堿式碳酸鉛單晶微納結構，并通過XRD、FTIR、SEM和TEM等手段對其進行表