圆盘状α-Co(OH)2的控制合成及其电化学性能

采用AAO模板及后处理方法合成了圆盘状α-Co(OH)₂并研究了其电化学电容性能. 在该合成方法中, 先采用阳极氧化铝模板结合交流电沉积的方法获得钴纳米线, 而后将其在碱液中通过溶解氧氧化生成终端产物. 用红外光谱(FT-IR), X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)表征了产物的结构和形貌; 用循环伏安、恒电流充放电测试方法对其电化学性能进行了测试. 此外, 对圆盘状Co(OH)₂的形成机理进行了初步探讨. 结果表明, 用此方法合成的Co(OH)₂具有圆盘状形貌, 属α相态, 且表现出较好的电容特性.     

铝代α-Co（OH）2的制备及其电化学性能

采用化学共沉淀方法制备了Co-Al双金属氢氧化物,用红外光谱对所制样品的成分进行分析;用X射线衍射和场发射扫描电子显微镜表征产物的结构和形貌;用循环伏安、恒电流充放电等测试方法对Co/Al摩尔比为9∶1、8∶2和7∶3的铝代α-Co(OH)2的电化学性能进行研究。测试表明,Co/Al摩尔比为8∶2的铝代α-Co(OH)2具有最佳的电容性能,单电极比电容可达1180F/g,并且在1A/g电流密度下循环500周后,比电容仍能保持91%,有望成为电化学电容器的电极材料。     

Co3O4纳米颗粒的制备及其电化学性能

采用化学共沉淀方法制备前驱体Co(Ⅱ)1-xCo(Ⅲ)x(OH)2-y(NO3)x+y,经焙烧后得Co3O4纳米颗粒。用红外光谱对所制样品的成分进行分析;用X射线衍射和场发射扫描电子显微镜表征产物的结构和形貌;用循环伏安、恒电流充放电等测试方法对Co3O4电化学性能进行研究。测试表明,Co3O4-300具有最佳的电容性能,单电极比电容可达338F/g,并且在1A/g电流密度下循环1000周后,比电容仍能保持93%,有望成为电化学电容器的电极材料。     

溶剂热法合成不同形貌的Co3O4及其电容特性

采用溶剂热法以不同的钴盐在水-正丁醇体系中合成了不同形貌及尺寸的纳米Co3O4. 采用XRD和TEM对产物的物相和形貌进行表征. 结果表明, 通过改变反应体系中阴离子的种类, 可以控制产物Co3O4的形貌与晶粒尺寸. 通过循环伏安法、恒流充放电和交流阻抗法对Co3O4电极材料的电化学性能进行表征. 结果表明, Co3O4的形貌与晶粒尺寸对其电化学性能有显著影响. 在2 mol·L-1 KOH溶液中, 在-0.40 - 0.55 V (vs SCE)电位范围内, 由Co(NO3)2制备的球形Co3O4表现出更好的电容特性,单电极初始比容量达362.0 F·g-1, 经过400 次循环后比容量仍保持90%.     

Co(OH)2/Ni(OH)2复合电极材料制备及其超级电容性质

以Co(NO_3)_2·6H_2O和Ni(NO_3)_2·6H_2O为钴源和镍源,采用溶剂热法一步合成了Co(OH)_2/Ni(OH)_2复合材料,通过煅烧该复合材料可得到NiCo_2O_4。采用XRD、SEM、BET等对材料进行了表征,结果表明,Co(OH)_2/Ni(OH)_2复合材料是薄片组成的花状形貌,比表面积为37. 48m~2/g。电化学性能测试表明,Co(OH)_2/Ni(OH)_2复合材料比NiCo_2O_4具有更高的比电容值和容量保持率。在0. 5A/g的电流密度下,复合材料比电容值可达到1097. 8F/g,而NiCo_2O_4比电容值仅为86. 1F/g。因此,与煅烧后的NiCo_2O_4材料相比,Co(OH)_2/Ni(OH)_2复合材料具有更加优良的电化学性能,这为高性能超级电容器材料的制备提供了一个新思路。     

α-Co(OH)_2的制备及其超级电容特性

以氯化钴为原料,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂,采用化学沉淀的方法制备出由纳米粒子组成的片状α-Co(OH)2.用红外光谱对所制样品的组分进行分析,用X射线衍射和场发射扫描电子显微镜表征产物的结构和形貌,用循环伏安和恒电流充放电等测试方法对其电化学性能进行研究.研究结果表明,由纳米粒子组成的片状α-Co(OH)2表现出优良的电化学性能,单电极比电容高达1220 F/g.     

泡沫镍载Co（OH）2纳米线的电化学电容性能

以无模板法制备了泡沫镍载Co(OH)2纳米线电极,利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观测了纳米线的表面形貌,利用X射线衍射(XRD)分析了Co(OH)2纳米线的结构,通过循环伏安、恒流充放电和交流阻抗测试了电极的电化学电容性能.结果表明:Co(OH)2呈线状生长,其直径约为300nm,长度约为8～10μm,密集地生长在泡沫镍骨架上.电流密度为10mA·cm-2时电极的放电比容量高达677F·g-1,循环500次后比容量仍保持在574F·g-1,电化学阻抗测试其电荷传递电阻仅为0.23Ω,500次循环后电荷传递电阻仅增加0.03Ω.     

锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的低温燃烧合成

以LiNO3、Ni(NO3)2·6H2O、Co(NO3)2·6H2O、Mn(NO3)2、CO(NH2)2为原料,通过低温燃烧法在空气中合成了锂离子正极材料LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2.采用XRD研究了合成产物的物相与结构,用SEM研究了合成产物的形貌,考察了点火温度、回火温度,回火时间以及锂过量对合成产物电化学性能的影响.研究结果表明,合成产物与层状LiNiO2的结构相同,属α-NaFeO2型层状结构,合成产物的粒度较小且比较均匀,并具有良好的电化学性能.采用低温燃烧法在空气中合成LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2的最佳条件为:500℃点火,850℃回火20h,锂过量为15mol%.在此条件下得到的合成产物首次放电比容量达到158.9mAh/g.     

形貌可控的四氧化三钴溶剂热合成及反应机理

采用溶剂热法合成了纯相立方晶型四氧化三钴. 用聚乙二醇作分散剂, 调整溶剂正丁醇和水的比例, 可实现对纯相Co3O4的形貌和尺寸大小的控制. 采用IR, XRD, TG-DTA 和TEM 等方法跟踪反应过程, 对溶剂热法合成Co3O4的反应机理进行了研究. 实验表明合成Co3O4的反应机理分为两步: Co(OH)2-x ·(NO3)x被氧化为Co0.81IICo0.19III(OH)2.11(NO3)0.08·0.43H2O; 该氧化产物进而缓慢转化成Co3O4.     

xLi2MnO3-(1-x)LiNi0.7Co0.3O2的低温燃烧合成及电化学性能研究

采用低温燃烧法合成了锂离子电池正极材料xLi2MnO3-(1-x)LiNi0.7Co0.3O2,对合成产物的结构、形貌和电化学性能进行了系统的研究,通过单因素试验对合成条件和材料的组成进行了优化。结果表明:采用低温燃烧法合成的富锂层状正极材料具有α-NaFeO2型层状结构、球状形貌和良好的电化学性能;其最佳合成条件为:回火温度850℃,回火时间20 h;Li2MnO3的最佳配比为x=0.7。在此条件下合成的0.7Li2MnO3-0.3LiNi0.7Co0.3O2,最高放电比容量达到263.1 mAh.g-1,并具有良好的循环性能和倍率性能。     

镍系复合氧化物Li_aNi_(0.78)Co_(0.2)Cd_(0.02)O_2的合成及电化学性能

以LiOH·H2O,含镉球状Ni(OH)2和Co2O3为原料,采用改进固相反应法合成镍系复合氧化物LiaNi0.78Co0.2Cd0.02O2锂离子电池正极材料,并通过ICP＿AES,XRD,SEM,TEM及电化学性能测试对该材料进行表征.实验表明,由Co和Cd部分取代Ni元素的复合正极材料LiaNi0.78Co0.2Cd0.02O2仍具有较完好的层状结构,表面分布均匀,颗粒粒径分布窄,且电化学性能稳定.常温下具有较高的可逆容量和优异的循环稳定性,其可逆容量最高达157.8mAh/g,循环50次后容量仍保持138.3mAh/g左右.     

三维钴基MOF[KCo7(OH)3(ip)6(H2O)4]·12H2O作为超级电容器的高容量电极材料

为了开发较高能量密度的超级电容器,我们通过简单的溶剂热反应合成了一种三维的钴基金属有机框架(MOF)化合物([KCo7(OH)3(ip)6(H2O)4]·12H2O,Co?ip;ip=间苯二甲酸根),并考察了其作为超级电容器电极材料的性能。Co?ip电极显示出高比电容、良好的循环稳定性和优良的倍率性能。在1 mol·L^-1 KOH溶液中,电流密度为1 A·g^-1时,其最大比电容为1660 F·g^-1。在电流密度为2 A·g^-1条件下,循环3000次后,其比电容的保持率为82.7%。优异的超级电容性能可归因于Co?ip具有纳米尺寸颗粒和三维的多孔结构。     

氢氧化镍纳米线/三维石墨烯复合材料的制备及其电化学性能

采用水热法制备了氢氧化镍纳米线/三维石墨烯复合材料及作为比较的三维石墨烯、氢氧化镍纳米线、还原氧化石墨烯和氢氧化镍纳米线/还原氧化石墨烯, 通过X射线衍射、扫描电镜、热失重分析和氮气吸脱附表征了材料的形貌、结构和组成, 并采用循环伏安法和恒电流充放电测试了复合材料的电化学性能. 结果表明: 氢氧化镍纳米线/三维石墨烯复合材料中直径为20-30 nm的氢氧化镍纳米线和三维结构的石墨烯紧密结合, 相互交联形成网状结构, 其比表面积达到136 m²·g^-1, 孔径分布20-50 nm, 氢氧化镍纳米线的含量达到88% (w,质量分数). 在6 mol·L^-1的KOH电解液中, 复合材料的比电容在1 A·g^-1电流密度下达到1664 F·g^-1, 在1 A·g^-1电流密度下循环3000 次后的比电容保持率为93%. 将复合材料的比电容和循环性能与氢氧化镍纳米线、氢氧化镍纳米线/还原氧化石墨烯、三维石墨烯和还原氧化石墨烯的性能进行比较, 发现三维石墨烯较还原氧化石墨烯具有更高的比表面积和三维多孔结构, 可以更大地提高活性物质的利用率, 进而提高复合材料的比电容和稳定性.     

Cobalt(II) Oxide Solubility and Phase Stability in Alkaline Media at Elevated Temperatures

A platinum-lined, flowing autoclave facility was used to investigate the solubility behavior of cobalt(II) oxide (CoO) in deoxygenated ammonium and sodium hydroxide solutions between 22 and 288°C. Co(II) ion activity in aqueous solution was controlled by a hydrous Co(II) oxide when nitrogen was used for deoxygenation and by metallic cobalt when hydrogen was used. Measured cobalt solubilities are interpreted using a Co(II) ion hydroxo- and amminocomplexing model and thermodynamic functions for these equilibria were obtained from a least-squares analysis of the data. A common set of thermodynamic properties for the species Co(OH)⁺, Co(OH)₂(aq) and Co(OH)(NH₃)⁺ is provided to permit accurate cobalt oxide solubility calculations over broad ranges of temperature and alkalinity.     

Facile controlled synthesis of MnO2 nanowires for supercapacitors

In this report, a simple and facile method was developed for preparation of MnO₂ nanowires by calcinations of MnOOH nanowires previously synthesized under hydrothermal conditions, using hexamethylenetetramine as a reducing agent, without any template. The as-prepared MnO₂ nanowires displayed an enhanced specific capacitance (262.7 F g^?1) and good cycling stability (e.g., no loss within 1,500 cycles), showing good electrochemical performances as electrode material for supercapacitors.     

钴纳米线的模板制备与磁性

利用二次阳极氧化法制备了多孔阳极氧化铝模板. 用直流电化学沉积方法成功地在模板孔道内制备了钴纳米线. 采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)对样品的形貌、晶体结构和磁性进行了研究. 结果表明， 模板的孔径均匀, 孔道平直. 钴纳米线为多晶的六方密堆积结构. 钴纳米线具有明显的磁各向异性, 这主要起源于纳米线的形状各向异性.