鈷系復(fù)雜微納米結(jié)構(gòu)的水熱合成和性質(zhì)研究.pdf

1、從功能材料的發(fā)展來(lái)看，鈷系微納米材料以其獨(dú)特的性能使其在未來(lái)先進(jìn)器件的生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用前景，因此對(duì)鈷系微納米材料制備及合成的研究逐漸發(fā)展成為材料合成領(lǐng)域的重要課題。另外，對(duì)于微納米材料而言，粒子的尺寸與形貌與材料的物化特性之間有著密切的關(guān)系。所以，對(duì)鈷系微納米材料的制備及獨(dú)特形貌所導(dǎo)致的性能研究就成為了科研人員所側(cè)重的一面。本論文中我們嘗試使用簡(jiǎn)單的水熱反應(yīng)，制備出一系列具有特殊形貌結(jié)構(gòu)的鈷系微納米材料。探索合成過(guò)程中反應(yīng)參量的變化

2、對(duì)最終產(chǎn)物的形貌和性質(zhì)的影響。論文所取得的主要成果可歸納如下：
　　 1.利用水熱體系成功合成了三維輻射狀單質(zhì)Co。
　　 采用水熱法成功的合成了尺寸為15μm三維輻射狀Co單質(zhì)。這種產(chǎn)物以樹葉作為基本結(jié)構(gòu)單元，這些結(jié)構(gòu)單元共用同一中心形成輻射狀。同時(shí)我們還發(fā)現(xiàn)水熱合成過(guò)程中氫氧化鈉、乙二胺的劑量對(duì)最終產(chǎn)物的大小、結(jié)構(gòu)和形貌有著較大的影響。磁測(cè)量結(jié)果表明三維輻射狀單質(zhì)Co表現(xiàn)出了較高的磁參數(shù)：飽和磁化強(qiáng)度、剩磁、矯頑力分

3、別為151.7emu/g、22.42emu/g和355.8Oe。
　　 2.利用水熱體系成功控制合成了八面體、網(wǎng)狀、球狀形貌的Co3O4。
　　 以氯化鈷(CoCl2·6H2O)和水合肼(N2H4·H2O)作為反應(yīng)前驅(qū)物，通過(guò)改變水合肼的劑量合成了八面體、網(wǎng)狀、球狀形貌的Co3O4。SEM結(jié)果顯示水合肼的劑量對(duì)最終產(chǎn)物的大小、結(jié)構(gòu)和形貌有著較大的影響。把球形結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物做成鈕扣電池，對(duì)其進(jìn)行鋰離子充放電測(cè)試，測(cè)量結(jié)果顯示樣

4、品具有一個(gè)相對(duì)較高的首次放電電容，接近1073mAhg-1。另外，把球形結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物做成氣敏元件，氣敏測(cè)試結(jié)果顯示其對(duì)乙醇?xì)怏w表現(xiàn)出了較強(qiáng)的敏感度和較短的響應(yīng)時(shí)間。
　　 3.利用水熱體系，在外加磁場(chǎng)誘導(dǎo)下，成功實(shí)現(xiàn)了Co(OH)2的物相調(diào)控。
　　 在外加磁場(chǎng)誘導(dǎo)下，采用水熱法，選擇合成了二維的六角片狀的Co(OH)2。研究發(fā)現(xiàn)外加磁場(chǎng)和水合肼的劑量對(duì)最終產(chǎn)物的物相和形貌有著明顯的影響。外加磁場(chǎng)可以使產(chǎn)物的相變點(diǎn)提前。此

5、外，把得到的產(chǎn)物做成電極，通過(guò)恒電流充放電研究其電化學(xué)電容行為。結(jié)果表明：在1mol/LKOH溶液中，-0.1～0.4V(vsSCE)電位范圍內(nèi)，1mA電流充放電時(shí)，合成的產(chǎn)物單電極的初始比容量為313F/g。
　　 4.利用水熱體系，在外加磁場(chǎng)誘導(dǎo)下，成功合成CoFe2O4納米結(jié)構(gòu)。
　　 在外加磁場(chǎng)誘導(dǎo)下，采用水熱合成辦法，合成了不同形貌的CoFe2O4。研究發(fā)現(xiàn)外加磁場(chǎng)和反應(yīng)時(shí)間對(duì)最終產(chǎn)物的形貌和磁性能有著明顯的影