氧化鎳納米材料的合成和性能研究.pdf

1、納米氧化鎳在電學(xué)、磁學(xué)和催化學(xué)方面有獨特的性質(zhì),廣泛應(yīng)用于催化領(lǐng)域、燃料電池領(lǐng)域、磁性材料領(lǐng)域和氣體傳感器領(lǐng)域,是一種很有應(yīng)用前景的功能性無機材料。氧化鎳納米材料的合成及其形貌結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系是氧化鎳納米材料研究的兩個主要方面,制備性能良好的氧化鎳納米材料并弄清其形貌結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系對氧化鎳納米材料的進一步發(fā)展有極其重要的理論和實際意義。本文圍繞納米氧化鎳的制備和性能研究,開發(fā)出兩種乙二醇體系和乙醇一油胺體系制備氧化鎳納米材料的

2、新方法,成功制備了納米氧化鎳微球和納米氧化鎳片體材料,并重點考察了表面形貌對材料性能的影響。
　　 本文發(fā)展了一種在乙二醇溶劑體系中合成制備納米氧化鎳花狀微球的新方法。制備出的納米氧化鎳花狀微球具有尺寸大小均勻,分散度良好,比表面積大和多孔徑分布的特點。通過改變原料的濃度和pH值可實現(xiàn)對納米氧化鎳花狀微球的形貌和表面結(jié)構(gòu)進行調(diào)控,得到了三種形貌尺寸均一、表面結(jié)構(gòu)不同、比表面積分別為59.9 m2 g-1、50.2 m2 g-1和

3、15.1 m2 g-1的納米花狀微球。并在此基礎(chǔ)上采用CO催化氧化反應(yīng)為模型反應(yīng)著重考察了花狀表面形貌對催化性能的影響。與傳統(tǒng)納米氧化鎳顆粒相比,該法制備的納米氧化鎳花狀微球具有更好的催化活性,說明其花狀的表面形貌和其多孔分布的特點有利于提高其催化性能；不同的納米氧化鎳花狀微球,其催化性能隨著比表面積的增大有提高的趨勢。
　　 在上述工作基礎(chǔ)上,開發(fā)了一種基于乙醇-油胺體系合成氧化鎳納米空心微球和片體的新方法。水的加入能引導(dǎo)前驅(qū)

4、體氫氧化鎳的晶相和形貌轉(zhuǎn)變,從而實現(xiàn)對氧化鎳納米花狀材料和片狀材料的可控制備。在不加水的情況下得到為僅α-Ni(OH)2納米空心微球,在體系中引入少量的水,可得到β-Ni(OH)2納米片。這種形貌結(jié)構(gòu)上的轉(zhuǎn)變主要由α-Ni(OH)2和β-Ni(OH)2晶體結(jié)構(gòu)上的差異引起。相比乙二醇體系制備的氧化鎳納米實心花狀微球,該法制備的為空心微球,具有更大的比表面積(100.2m2／g)。納米氧化鎳空心微球的催化CO氧化性能優(yōu)于納米氧化鎳片體,說