層級(jí)多孔Ni(OH)2微納米結(jié)構(gòu)的可控制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、納米材料的物理和化學(xué)性質(zhì)依賴于材料的形貌和尺寸,所以納米材料的可控制備是納米科技發(fā)展的重要組成部分,是研究納米材料性質(zhì)及其應(yīng)用的基礎(chǔ)。本文較為系統(tǒng)地研究了氫氧化鎳微/納米結(jié)構(gòu)材料的制備及其有效的調(diào)控因素,包括水熱法制備層級(jí)多孔β-Ni(OH)2和NiO納米球,介孔α-Ni(OH)2和Ni(OH)2/石墨烯復(fù)合材料,深入考察了反應(yīng)條件對(duì)材料結(jié)構(gòu)形貌及其電化學(xué)性質(zhì)的影響,并對(duì)合成機(jī)理進(jìn)行了探討。本研究主要內(nèi)容包括：
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2、級(jí)多孔β-Ni(OH)2和NiO納米球。通過簡單的水熱合成法制備出了均一的β-Ni(OH)2和NiO層級(jí)花狀納米球結(jié)構(gòu)。通過XRD、SEM、TEM和N2吸脫附測量等表征手段研究了氨水和檸檬酸根對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)和形貌的影響。結(jié)果表明,氨水對(duì)產(chǎn)物由納米片組裝成花狀球起著至關(guān)重要的作用。而加入檸檬酸鈉可以顯著的減小花狀球的粒徑,加大比表面積?；趯?shí)驗(yàn)結(jié)果,一個(gè)可能的形成機(jī)制可以用來理解這種生長過程。加入檸檬酸鈉制備的β-Ni(OH)2和NiO由于具

3、有多孔結(jié)構(gòu)和高比表面積而顯示出了良好的電容性質(zhì),意味著可控制備層級(jí)納米結(jié)構(gòu)對(duì)其應(yīng)用的重要性。
　?、朴袡C(jī)酸對(duì)α-Ni(OH)2結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能的影響。以Ni(NO3)2為鎳源,尿素為沉淀劑,制備了具有高比表面的α-Ni(OH)2楊梅狀納米結(jié)構(gòu),并且探討了5種有機(jī)酸對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)形貌及電化學(xué)性能的影響。5種有機(jī)酸具體包括:順丁烯二酸、氫基乙酸、磺基水楊酸、草酸和樟腦磺酸。結(jié)果發(fā)現(xiàn):低濃度時(shí),這5種有機(jī)酸對(duì)產(chǎn)物的形貌影響不大,但是均能提高

4、產(chǎn)物的比表面和電容性質(zhì),而且隨著加入量的增大,對(duì)比表面、孔徑和電容性能的影響不盡相同。
　　⑶Ni(OH)2/石墨烯復(fù)合材料的制備。采用改進(jìn)的Htummer法制備了氧化石墨烯,之后以尿素為沉淀劑、水合肼為還原劑,在水熱條件下制備了Ni(OH)2/RGO復(fù)合物。經(jīng)TEM、XRD、EDS能譜等表征方法對(duì)氧化石墨烯和復(fù)合物進(jìn)行了表征,結(jié)果表明:所制備的氧化石墨烯層間距增大至0.86nm,呈現(xiàn)單層片狀結(jié)構(gòu),氧化程度較高;在Ni(OH)2/