铜、钴、镍氧化物纳米材料的合成及其性能研究

摘要

纳米材料是介于宏观与微观的一类特殊材料，由于具有独特的小尺寸和巨大的比表面积以及一系列特殊性质已经吸引了越来越多的重视。半导体氧化物纳米材料具有优良的物理和化学性能，在陶瓷、化工、军事、光电和催化材料领域有着广阔的应用前景。 氧化镍(NiO)为重要的p型半导体材料，在催化、光电、电容器电极材料等领域占有重要地位。机械化学法是一种较好的制备纳米材料的方法，它在机械力的作用下诱导在常温下难以反应的物质发生化学反应，并以一种稳定的化合物为添加剂和研磨过程中的分散剂，可以减少了产物间的相互接触，有效的阻止产物的团聚和晶粒长大。本文采用机械化学法成功制备了尺寸约为80nm的立方晶体纳米NiO粉末，并考查了焙烧温度对产物的尺寸和电化学电容性能的影响。结果表明：随着焙烧温度的升高，产物的红外吸收谱和紫外一可见光谱均出现明显的蓝移现象，400°C焙烧后得到的产物的赝电容电化学性能较其它温度焙烧得到的产物好，当扫描速度为1mV·s<'-1>时其比电容值可达209.32F·g<'-1>。对前驱体的热分解动力学参数的求解表明：前驱体的热分解是遵循Avrami-Erofeev模型的一级反应过程。 氧化亚铜(Cu<,2>O)具有较小的禁带宽度(2.2eV)，是一种在可见光分解水、光电转换和催化材料领域有广泛应用前景的新型p型半导体材料。本论文分别采用电化学法和化学还原法制备了纳米Cu<,2>O颗粒，研究了制备条件对产物的影响，并分别考查了产物在紫外灯下催化甲基橙的催化效率。结果表明：产物的最高光催化效率可达97％，重复利用四次后产物的光催化效率才有所下降。 氧化亚钴(CoO)在光电、催化、磁性材料和电池材料方面有重要的应用。但是其很高的活性限制了其大规模的制备。溶剂热法是对水热法继承和发展，它以有机溶剂为反应的媒介，能在较温和的条件下制备较难得到的材料，是一种新颖的制备纳米材料的方法。本论文首次以溶剂热法成功制得了纳米CoO并实现了对产物的形貌的调控。考查了不同钴源、热处理温度、时间等对产物的影响。结果表明：以醋酸钴为原料，无水乙醇为溶剂，热处理温度高于190°C，热处理时间高于6h可成功制得CoO。产物的SEM显示：分别以CTAB和PVP为分散剂时，产物的形貌可为片状和正八面体状两种。

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

第2章纳米NiO的机械化学法合成及其电化学电容性能研究

第3章nI(OH)2热分解动力学

第4章纳米Cu2O的电化学合成及其光催化性能研究

第5章纳米Cu2O的化学还原法制备及其光催化性能研究

第6章纳米CoO的溶剂热合成

第7章结论

参考文献

攻读硕士期间的主要成绩

致谢