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《安徽大学》 2010年
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具有微/纳多孔结构NiO的制备及其电化学和催化性能研究

刘海东  
【摘要】:本文分别通过水热溶剂热法和共沉淀法成功制备出了各种形貌的NiO前驱物及NiO材料。采用扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X-射线衍射(XRD)、N2-吸附-脱附等分析手段对产物的形貌、结构及表面孔结构进行了表征,初步探讨了具有微/纳多孔结构NiO的生长机理,并对NiO在锂离子电池、超级电容器和催化剂材料上的应用进行了研究。详细内容如下: 一、以镍盐/沉淀剂/模板剂/水形成的溶液为反应体系,通过水热法得到了具有微/纳多孔结构的Ni2(CO3)(OH)2。当以尿素为沉淀剂,反应温度为100℃,反应时间为12 h时,制备了具有微/纳多孔结构的海胆状Ni2(CO3)(OH)2微球,经热处理后得到了具有微/纳多孔结构的海胆状NiO微球。通过XRD、SEM、HRTEM和N2-吸附-脱附对制得的NiO微球进行了表征,结果显示表面具有5-20 nm微孔的海胆状NiO微球由许多直径30-40 nm的纳米针组装而成,其比表面积高达325.238 m2/g,孔体积0.338 cm3/g。充放电测试结果表明,在0.5-3 V电压范围、0.1 C倍率下,具有微/纳多孔结构海胆状NiO材料的首次放电比容量高达1636.2 mAh/g,远远高于共沉淀法合成的NiO纳米颗粒的首次放电比容量(792.8 mAh/g)。 二、以镍盐/沉淀剂/模板剂/(水和乙醇)形成的溶液为反应体系,通过溶剂热法得到了具有微/纳多孔结构的(3-Ni(OH)2。当以尿素为沉淀剂,反应温度为1101C,反应时间为12 h时,制备了具有微/纳多孔结构的花状β-Ni(OH)2微球,经热处理后得到了具有微/纳多孔结构的花状NiO微球。通过XRD、SEM、HRTEM和N2-吸附-脱附对制得的NiO微球进行了表征,结果显示花状NiO微球由许多边长200-500 nm,厚度5-10nm的纳米片组装而成,其比表面积高达213.762 m2/g,孔体积0.497 cm3/g。充放电测试结果表明,在0.5-3 V电压范围、0.1 C倍率下,具有微/纳多孔结构花状NiO材料的首次放电比容量为968.0 mAh/g,高于共沉淀法合成的NiO纳米颗粒的首次放电比容量(792.8 mAh/g). 三、我们用共沉淀法合成的NiO纳米材料为催化剂,采用乙醇火焰燃烧法来研究NiO的催化性能,研究表明以NiO为催化剂制备的碳材料的形貌相比于以NiCl2为催化剂前躯体制备的碳材料形貌单一,螺旋状碳材料的比例大。
【学位授予单位】:安徽大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TB383.4

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【参考文献】
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