溶液中肼还原钴离子制备纳米金属钴的反应动力学

摘要

通过加入NaBH4作为诱导剂,可在室温下引发肼与Co2+在水-乙醇体系中的还原反应,制得高纯度纳米金属钴粉.机理研究表明,该反应分二段进行:第一段主要发生Co2+被N2H4还原的反应(2Co2++N2H4+4OH-=2Co↓+N2↑+4H2O),第二段主要为金属Co催化的肼分解反应(N2H4=N2↑+2H2↑)和歧化反应(3N2H4=N2↑+4NH3↑).Co2+被N2H4还原是典型的自催化过程,因此,加入少量NaBH4即可在288 K下启动反应.通过测量气体产物的生成速率,获得了Co2+还原的反应动力学方程,发现Co2+,N2H4和产物Co的反应级数分别为1,0和1,反应活化能约为89kJ/mo1.调节Co2+的浓度,纳米金属钴的表面积可从11增加到25 m2/g.