鈷基化合物納米結構陣列的制備及其電化學電容性能研究.pdf

1、近年來，納米材料由于其獨特的性能及應用成為研究學者關注的焦點。而鈷基化合物納米結構陣列具有獨特的結構，優(yōu)秀的電容性能，因而在超級電容器、太陽能電池、鋰離子電池等領域有著十分廣泛的應用。本論文以鈷基化合物為研究對象，利用Co3O4納米線為犧牲模板水熱法制備Co3S4納米片陣列，在此基礎上分別將Co3O4納米線與Co3S4納米片陣列直接作為電極，并對其電容性能進行測試。同時采用水熱法制備ZnCo2O4納米線，將其直接作為電極進行電容性能進行

2、測試，并將ZnCo2O4納米線組裝成超級電容器，取得了一些重要結果。主要內(nèi)容如下：
　　1.采用水熱法在泡沫鎳上制備Co3O4納米線陣列。實驗表明，我們制備出了高純度Co3O4納米線陣列，直徑在約80nm區(qū)域內(nèi)，相鄰的Co3O4納米線輕微地彎曲在頂部團簇在一起，呈現(xiàn)出像葉子一樣的形貌，而這種結構特征有利于Co3S4納米片的形成。
　　2.以水熱法制備的Co3O4納米線陣列為模板，采用犧牲模板法制備了多孔單晶的Co3S4納米片

3、陣列。電化學實驗測試表明制備的Co3S4納米片陣列具有優(yōu)良的導電性，因而作為電極直接測試的電容性能較高，當電流密度為4mA·cm-2時，面積電容為2.69F·cm-2。當以較大的電流密度24mA·cm-2連續(xù)充放電循環(huán)3000次后，電容仍保留96.2％。我們的結果表明Co3S4納米片陣列在未來制備超級電容器電極材料方面存在巨大的前景。
　　3.以水熱法在泡沫鎳上制備ZnCo2O4納米線陣列，實驗表明，我們制備出了高純度ZnCo2O

4、4納米線陣列，長度在約4um區(qū)域內(nèi)。電化學實驗測試ZnCo2O4納米線陣列的電容性能，當電流密度為1mA·cm-2時，面積電容為1.52F·cm-2。當電流密度為10mA·cm-2時，連續(xù)充放電循環(huán)2000次后，電容仍保留86.2%。并且進一步將ZnCo2O4納米線電極直接組裝成超級電容器，充電后的超級電容器與紅色LED燈串聯(lián)后，能使紅色LED燈正常發(fā)光，發(fā)光幾十秒后，燈光逐漸熄滅。實驗結果表明ZnCo2O4納米線陣列在超級電容器電極材