超細(xì)Co3O4及其復(fù)合物的制備和性能研究.pdf

1、Co3O4作為重要的金屬氧化物陶瓷材料,被廣泛應(yīng)用于磁性半導(dǎo)體、氣敏傳感器和鋰離子負(fù)極材料等領(lǐng)域。目前對(duì)Co3O4在超級(jí)電容器方面的應(yīng)用研究已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn);同時(shí)有少量文獻(xiàn)報(bào)道Co3O4也具有較好的光催化活性。在應(yīng)用中,Co3O4的微觀結(jié)構(gòu),如晶粒大小、晶體形貌是影響和決定其性能的關(guān)鍵參數(shù)。本文綜述了Co3O4的性質(zhì)、應(yīng)用和制備,并通過(guò)不同的方法制備了Co3O4及其復(fù)合材料,利用相關(guān)的分析測(cè)試手段對(duì)材料的晶型結(jié)構(gòu)、形貌等進(jìn)行了分析,重

2、點(diǎn)考察了材料的催化、光催化和電化學(xué)性能。主要內(nèi)容如下：
　　 ⑴以六偏磷酸鈉為無(wú)機(jī)型晶型導(dǎo)向劑,經(jīng)簡(jiǎn)單的液相沉淀法得到Co3O4的前軀體,煅燒后得到Co3O4微粒,通過(guò)TG-DCS分析了Co3O4對(duì)高氯酸銨(AP)的催化分解性能。結(jié)果表明,制備的Co3O4微粒為立方八面體形貌,對(duì)AP的熱分解具有較好的催化作用,在添加10％Co3O4后,AP的分解溫度約降低了51℃,分解反應(yīng)速度很快且分解反應(yīng)放熱非常集中,放熱量增加了287J/g

3、。
　　 ⑵經(jīng)水熱法制備了球形納米Co3O4粉體,再經(jīng)原位聚合得到了Co3O4/PANI復(fù)合材料,研究了復(fù)合材料對(duì)活性染料B-GFF黑降解的可行性,探討了光照條件、染料濃度和催化劑用量等因素對(duì)光催化吸附降解率的影響。分析表明,聚苯胺包覆在Co3O4納米粒子的表面,對(duì)Co3O4納米粒子的結(jié)晶性能沒(méi)有影響;Co3O4納米粒子的摻雜提高了PANI的熱穩(wěn)定性。在光照時(shí)間為2h時(shí),Co3O4/PANI復(fù)合材料對(duì)染料B-GFF黑溶液有很好的

4、降解效果,降解率最高可達(dá)95％,這歸功于降解初期階段PANI的吸附作用和后期Co3O4的光催化降解,說(shuō)明Co3O4和PANI產(chǎn)生了很好的協(xié)同效應(yīng)。
　　 ⑶采用CoCl2·6H2O和NiCl2·6H2O分別為鈷源和鎳源,以氨水為沉淀劑,經(jīng)簡(jiǎn)單的液相共沉淀法得到中間產(chǎn)物Ni(OH)2-Co(OH)2,再經(jīng)煅燒后得到Co3O4-NiO復(fù)合粒子;用乙二胺對(duì)Co3O4-NiO復(fù)合粒子進(jìn)行改性,分析了改性前后復(fù)合粒子結(jié)構(gòu)和形貌的變化,同時(shí)