過(guò)渡金屬氧化物納米材料的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、納米科技的發(fā)展為新材料的研究開(kāi)辟了新的領(lǐng)域。其中錳基及鈷基氧化物納米材料由于具有光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、催化及場(chǎng)發(fā)射等性質(zhì)，在傳感、催化、磁性、能量?jī)?chǔ)存與轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。它們不僅可以作為微膠囊材料廣泛應(yīng)用于化妝品、藥物、染料、敏感性試劑等可控運(yùn)輸和釋放體系，還可以用做輕質(zhì)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(guān)注，成為研究的熱點(diǎn)。
　　 本文采用水熱法通過(guò)控制生長(zhǎng)條件，并經(jīng)過(guò)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(xué)性能。主要內(nèi)容有：
　　 (1)使用簡(jiǎn)易的室溫或水熱方法制備出不同形貌MnCO3微結(jié)構(gòu)。經(jīng)600℃熱處理后，室溫制備MnCO3轉(zhuǎn)變成Mn2O3膠體片，而水熱制備MnCO3樣品則形成多孔Mn2O3納米結(jié)構(gòu)。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(guò)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(qū)物形成Mn2O3

3、過(guò)程導(dǎo)致產(chǎn)物形貌與結(jié)構(gòu)變化。其形成機(jī)理又通過(guò)透射電子顯微鏡(TEM)和紅外光譜(FTIR)進(jìn)一步研究。Mn2O3納米結(jié)構(gòu)的電容性質(zhì)通過(guò)循環(huán)伏安法表征，結(jié)果表明Mn2O3形貌與結(jié)構(gòu)對(duì)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(guò)改變反應(yīng)參數(shù)，如反應(yīng)物的配比來(lái)控制產(chǎn)物的形貌與尺寸。采用XRD、SEM、TEM和FTIR對(duì)產(chǎn)物的物相，形貌和結(jié)構(gòu)

4、進(jìn)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(guò)循環(huán)伏安對(duì)Co3O4電極的表征表明，Co3O4納米結(jié)構(gòu)的形貌與晶粒尺寸對(duì)其電化學(xué)性能有顯著影響。
　　 (3)使用一種無(wú)表面活性劑輔助的室溫合成方法，通過(guò)反應(yīng)物配比的簡(jiǎn)單調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了堿式碳酸鉛單晶膠體納米結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)易合成。改用水熱反應(yīng)條件，基于奧斯特瓦爾德熟化效應(yīng)，則合成多邊形片狀堿式碳酸鉛單晶微納結(jié)構(gòu)，并通過(guò)XRD、FTIR、SEM和TEM等手段對(duì)其進(jìn)行表