鈷-鎳氫氧化物及其納米復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、鈷/鎳氫氧化物是一類性能十分優(yōu)異的功能材料,在能量存儲(chǔ)、催化及傳感等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。本課題以鈷/鎳金屬氫氧化物及其復(fù)合材料為研究對(duì)象,旨在提供一種簡(jiǎn)便、綠色、新穎的制備鈷/鎳金屬氫氧化物及其復(fù)合材料的方法,獲得電化學(xué)性能和催化性能較為理想的功能納米材料。利用相關(guān)分析測(cè)試手段對(duì)目標(biāo)材料的形貌、晶型結(jié)構(gòu)和組成等進(jìn)行了分析表征。采用電化學(xué)測(cè)試方法研究鈷/鎳金屬氫氧化物及其雙金屬氫氧化物的電化學(xué)性能。并且,對(duì)制備的(鈷、鎳)金屬/貴金屬/(鈷

2、、鎳)金屬氫氧化物多層核殼結(jié)構(gòu)的潛在的催化性能進(jìn)行了探討性研究。主要內(nèi)容如下:
　　1.以硝酸鈷/硝酸鎳為原料,水為溶劑,聚乙烯吡咯烷酮為表面活性劑,在惰性氣體下保護(hù)加入還原劑硼氫化鈉還原金屬前驅(qū)體,以生成的單質(zhì)鈷或鎳為中介,通過單質(zhì)納米球的進(jìn)一步反應(yīng)來獲取目標(biāo)產(chǎn)物鈷/鎳氫氧化物。該制備方法簡(jiǎn)單新穎,反應(yīng)條件溫和,環(huán)境友好、無害,在室溫下即可完成。該路徑可以提供一類具有良好電化學(xué)性能的α相氫氧化鈷及α相氫氧化鎳超薄納米片超級(jí)電容器

3、電極材料。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果顯示所獲得的α相氫氧化鈷納米片在電流密度為3、5、10和20 A·g-1時(shí)的比電容分別為423、378、312和233 F·g-1,且在3 A·g-1時(shí)經(jīng)過500次循環(huán)充放電后其比電容保留84.2％。
　　2.在α相鈷/鎳氫氧化物納米片的研究工作基礎(chǔ)上,采用同樣的制備手段,合成鈷-鎳層狀雙金屬氫氧化物。并且,在引入鐵源硝酸鐵后,獲得了不同鐵含量摻雜的鐵-鈷層狀雙金屬氫氧化物和鐵-鎳層狀雙金屬氫氧化物,以此來

4、提高電容器電容和循環(huán)性能。
　　3.我們提出了一種有效地制備的M1@M2@M1(OH)2(M1=Co, Ni, M2=Pt/Pd, Pt, Pd, Au)三層核殼結(jié)構(gòu)納米催化材料。這些材料的共同特征為磁性金屬(鈷、鎳)/貴金屬核殼被包覆在氫氧化鈷或是氫氧化鎳納米片內(nèi),內(nèi)層的貴金屬殼由多孔納米顆粒組成。金屬氫氧化物層為多相催化反應(yīng)提供了理想的內(nèi)部反應(yīng)環(huán)境,克制催化劑失活的同時(shí)也能夠增強(qiáng)穩(wěn)定性。制備出來的納米結(jié)構(gòu)對(duì)于催化還原對(duì)硝基苯酚