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。     

三维结构泡沫Co3O4的制备及电化学性能

通过电化学沉积方法在三维结构泡沫镍基体上沉积金属钴层, 利用固相氧化方法制备了三维结构泡沫Co3O4负极. XRD和SEM结果显示, 电化学沉积制备得到具有纳米结构的金属钴层, 经固相氧化处理, 在泡沫镍基体表面形成了Co3O4微米级的致密活性氧化层. 通过充放电和循环伏安以及电化学阻抗等方法研究了电极的电化学性能, 结果表明, 当放电电位区间为0.05~3.2 V时, 三维泡沫Co3O4于0.2 C倍率下充放电, 初始容量损失为29%, 经50次循环后, 质量比容量为824 mA·h/g, 三维泡沫结构提高了Co3O4电极的循环容量保持性能和倍率性能.     

纳米钴基氧化物锂离子电池负极材料的研究

采用流变相法合成Co3 O4 ,CoB1.3 6 O2 .8,CoB0 .5Al0 .1O1.5样品 ,并研究其作为锂离子电池负极材料的电化学性能 .当电池在 0 .0 1～ 3.0 0V的电压范围之间循环时 ,Li/Co3 O4 电池表现出最好的充放电性能 :循环 30周后 ,可逆比容量仍能保持为初始比容量 (931mAh/g)的 95 % .掺杂了B ,Al材料 ,其可逆比容量与未掺杂的相比明显降低 ,而且第 1周可逆容量随掺杂的B、Al量的增加而减少 .通过异位XRD方法研究了不同充放电态Co3 O4 电极材料结构的变化 .结果表明 ,Co3 O4 电极在充放电过程中与Li的反应机理不同于传统的过渡金属与Li的反应机理 ,即非Li+ 的嵌入 /脱出或合金的形成 ,而是Co3 O4 的可逆还原氧化以及Li2 O的可逆形成与分解机理     

YF3包覆Li(Li0.22Ni0.17Mn0.61)O2正极材料的性能

富锂层状氧化物作为锂离子电池正极材料具有高比容量优势.采用草酸盐共沉淀法制备Li(Li0.22Ni0.17Mn0.61)O2,并用YF3包覆电极.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱分析(EDS)表征材料结构、观察材料形貌.结果表明,材料颗粒尺寸在100～200 nm范围,YF3包覆不会改变材料结构和形貌.电化学恒流充放电测试表明,YF3包覆Li(Li0.22Ni0.17Mn0.61)O2电极的比容量,尤其倍率比容量明显提高.60 mA·g-1电流密度下包覆电极材料30周循环后其比容量保持在220 mAh·g-1以上,1500 mA·g-1电流密度下其比容量仍可达150 mAh·g-1.电化学阻抗谱(EIS)测试结果表明,YF3包覆电极电荷转移电阻和扩散阻抗均明显降低,有利于电化学性能改善.     

氢氧化物共沉淀法制备LiMn0.45Ni0.45Co0.1O2正极材料的反应条件

通过氢氧化物共沉淀法制备了Mn0.45Ni0.45Co0.1(OH)2, 研究了反应条件对产物形貌特征的影响, 重点研究了F-离子对产物形貌特征、振实密度的影响. 利用前述产物通过高温固相合成法制备了高密度的LiMn0.45Ni0.45Co0.1O2和LiMn0.45Ni0.45Co0.1O1.96F0.04正极材料, 并研究了F元素掺杂对循环性能的影响. 结果表明, 在沉淀体系中加入F-, 可以改善产物的形貌特征和振实密度. SEM 测试结果表明, 产物具有良好的形貌; XRD测试表明, 产物具有良好的层状结构, 无杂质相存在. 在充放电电压区间为2.8-4.4 V, 电流密度为30 mA·g-1 时, LiMn0.45Ni0.45Co0.1O2和LiMn0.45Ni0.45Co0.1O1.96F0.04首次放电容量均为157 mAh·g-1, 经过50 次循环, 放电容量保持率分别为72.6%和86.0%, F元素的掺杂可以明显改进材料的循环性能.     

LiV3O8电极在硫酸锂-水-乙醇电解质中的电化学性能研究

应用低温液相反应再经450℃中温锻烧制备LiV3O8活性物质,并用X射线衍射(XRD)分析和扫描电镜(SEM)表征了产物LiV3O8结构、形貌.电化学方法研究LiV3O8电极在硫酸锂-水-乙醇中性电解质溶液中的性能.恒流充放电结果表明,LiV3O8电极的比容量随电解质溶液中乙醇含量的增加而降低,若同时考虑电解质溶液的电导率和电极的稳定性,水/乙醇体积比4∶1最为合适.交流阻抗测试表明,溶液的欧姆电阻以及电极/电解质界面的电荷转移电阻随溶液中乙醇含量的增加而增大;随着充放电循环的进行,电极/电解质界面的电荷转移电阻增大,电极的活性降低.     

高容量锂离子电池正极材料LiNi0.9Co0.05Mn0.025Mg0.025O2的合成及电化学性能

以β-Ni0.9Co0.05Mn0.025Mg0.025(OH)2和LiOH.H2O为原料通过高温固相法合成了球形LiNi0.9Co0.05Mn0.025Mg0.025O2。采用热重-差热分析了反应过程,采用X射线衍射和扫描电镜对粉末的结构和形貌进行了表征。采用充放电测试和循环伏安测试对材料电化学性能进行了研究。结果表明:750℃煅烧12 h合成的LiNi0.9Co0.05Mn0.025Mg0.025O2为Li原子混排较少的良好层状结构,二次颗粒尺寸在15μm左右,且具有最高的放电比容量和良好的循环性能,在0.2C,2.8~4.3 V的条件下,首次放电比容量达207 mAh.g-1,40次循环后容量保持率为92.5%。     

溶剂热法合成纳米立方状Co3O4及其电容特性研究

以聚乙二醇为分散剂，在水-正丁醇体系中采用溶剂热法合成纳米立方状Co₃O₄。采用IR、XRD和TEM等手段对前驱物及产物的物相和形貌进行表征，对溶剂热法合成Co₃O₄的反应机理进行初步研究，并以Scherrer公式计算出样品平均晶粒尺寸为21.6 nm。通过循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等测试对Co₃O₄电极的电化学性能进行表征。结果表明，在2 mol·L^{-1相似文献}   

锂离子电池负极复合材料Al-Co_3O_4的合成及其电化学性能(英文)

采用流变相反应与热处理相结合的方法合成了锂离子电池用Al-Co3O4负极复合材料;利用充放电循环试验测定了复合材料的电化学性能;利用X射线衍射仪、扫描电镜及粒度分布仪分析了复合材料的微结构,考察了Co3O4含量、热处理温度及循环电压范围对复合材料电化学性能的影响;同时探讨了Co3O4纳米微粒在复合材料充放电过程中的作用机理.结果表明,在Al-Co3O4复合材料中,铝基体表面被Co3O4纳米颗粒所包覆;不同组成的复合材料电极的充放电循环性能均优于纯铝电极.     

Li[Mn1/3-x/3 Ni1/3-x/3 Co1/3-x/3 Crx ]O2系列正极材料的合成及性能研究

采用改进的固相法一步反应成功制备了掺杂Cr的系列正极材料Li[Mn1/3-x/3Ni1/3-x/3Co1/3-x/3Crx]O2(x=0, 0.015, 0.025, 0.050, 0.100),用XRD, SEM和充放电测试等考察了它们的物理性质和电化学性能.结果表明,所合成的正极材料具有O2层状结构,规则的形貌和均匀的粒径尺寸分布,其嵌锂脱锂均为一步机理.加入适量的Cr可提高该系列正极材料的电化学性能和循环稳定性.x=0.015时的正极材料电化学性能最佳,室温下其首次放电比容量为138.60 mAh·g-1,并且循环性能最好.     

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。     

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.     

Morphology-controllable synthesis of cobalt oxalates and their conversion to mesoporous Co3O4 nanostructures for application in supercapacitors

In this work, one-dimensional and layered parallel folding of cobalt oxalate nanostructures have been selectively prepared by a one-step, template-free, water-controlled precipitation approach by simply altering the solvents used at ambient temperature and pressure. Encouragingly, the feeding order of solutions played an extraordinary role in the synthesis of nanorods and nanowires. After calcination in air, the as-prepared cobalt oxalate nanostructures were converted to mesoporous Co(3)O(4) nanostructures while their original frame structures were well maintained. The phase composition, morphology, and structure of the as-obtained products were studied in detail. Electrochemical properties of the Co(3)O(4) electrodes were carried out using cyclic voltammetry (CV) and galvanostatic charge-discharge measurements by a three-electrode system. The electrochemical experiments revealed that the layered parallel folding structure of mesoporous Co(3)O(4) exhibited higher capacitance compared to that of the nanorods and nanowires. A maximum specific capacitance of 202.5 F g (-1) has been obtained in 2 M KOH aqueous electrolyte at a current density of 1 A g(-1) with a voltage window from 0 to 0.40 V. Furthermore, the specific capacitance decay after 1000 continuous charge-discharge cycles was negligible, revealing the excellent stability of the electrode. These characteristics indicate that the mesoporous Co(3)O(4) nanostructures are promising electrode materials for supercapacitors.     

Co3O4/CeO2的氧化还原性能及反应条件对其CO氧化活性的影响

采用沉淀氧化法制备了Co₃O₄/CeO₂催化剂。运用XRD、BET和TPR表征手段,考察了不同钴铈比及焙烧温度对钴铈复合氧化物物理及化学性能的影响,并分别在干、湿条件下进行了一氧化碳氧化反应研究。结果表明,与纯的Co₃O₄相比,在不同比例的Co₃O₄/CeO₂均经723 K焙烧的各种催化剂中,钴铈原子比为9∶1的复合氧化物粒径较小,比表面积较大,说明适当比例铈的添加能使Co₃O₄具有较小的粒径。此氧化物经538 K温度焙烧制得的钴铈比为9∶1的复合氧化物中Co₃O₄平均粒径为7.2 nm, BET比表面积为167.6 m²/g。经TPR考察发现其具有最优的氧化还原性能。     

Magnetooptical and structural investigations of five dimeric cobalt(II) complexes mimicking metalloenzyme active sites

Four novel cobalt(II) complexes mimicking metalloenzyme active sites, novel C(14)H(22)Cl(12)Co(2)O(13)·2C(3)H(8)O (1), C(28)H(36)Cl(24)Co(4)O(28)·4C(4)H(8)O(2) (2), C(16)H(22)Cl(12)Co(2)O(13)·C(2)HCl(3)O(2) (3), C(16)H(22)Cl(12)Co(2)O(13) (4), and one known C(40)H(78)Cl(8)Co(2)O(17) (5) are composed of the same core of two high-spin cobalt(II) centers triply bridged by water and two trichloroacetato (1-4) or two pivalate (5) groups but differ in terminal ligands. The crystal structures of new compounds 1-4 belong to the space groups P ?1, P2(1)/c, P ?1, and Pbcn, respectively. All five investigated complexes contain Co atoms in distorted octahedral coordination. The complexes were characterized by magnetic susceptibility and magnetization measurements and by variable-temperature variable-field magnetic circular dichroism spectroscopy. Experimental data were analyzed in the frame of the theoretical model, which includes an unquenched orbital moment of the Co(II) ions. All investigated compounds are antiferromagnetically coupled with exchange constants in the range -1.5 to -2.1 cm(-1). However, there is a significant difference between the crystal-field-splitting parameters.     

镍钴氢氧化物的制备及其电化学性能

采用化学共沉淀法成功制备了片状镍钴氢氧化物,并探究了不同镍钴物质的量比对样品形貌及电化学性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)及比表面积孔径分析仪(BET)对样品的结构、形貌进行了表征,并利用循环伏安法、恒电流充放电法等对其电化学性能进行了分析。结果表明,n(Ni)∶n(Co)=4∶1的样品直接用作电极材料时,具有最好的电化学性能:在0.5 A/g的电流密度下拥有1852 F/g的高比容量;电流密度增大20倍时,仍拥有1330 F/g的高比容量。以镍钴氢氧化物为正极,活性炭为负极组装的非对称式超级电容器在346 W/kg的功率密度下,能量密度达52 Wh/kg,在循环10000圈之后电容保持率为92%。优异的电化学性能表明,片状镍钴氢氧化物是很有应用潜力的电极材料之一。     

A Novel 3D Extended Network Cobalt Paradodecatungstate:Synthesis,Characterization and Crystal Structure of [Co(H2O)5]2[Co(H2O)4]3[H2W12O42]·11H2O

A cobalt paradodecatungstate [Co(H2O)5]2[Co(H2O)4]3[H2W12O42]·11H2O has been successfully synthesized and structurally characterized by X-ray crystallography. Structure analysis indicates that the title compound is of monoclinic, space group P21/n, with a = 13.449(3), b =19.585(4), c = 13.990(3) (A),β = 113.79(3)°, V = 3371.8(12) (A)3, Z= 2, R= 0.0519 and wR= 0.1242.The title compound exhibits a novel 3D extended network structure constructed by interconnecting the paradodecatungstate polyanion [H2W12O42]10- clusters and cobalt11 coordination ions.     

E?ect of Thermal Treatment on Structure and Catalytic Activity of Supported Fischer-Tropsch Nano-Cobalt Catalysts for Clean Fuels

"A series of 15%Co/Al2O3 catalysts were prepared by incipient wetness impregnation under various calcination conditions (90-500 oC), and were characterized by X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy experiments (XPS), temperature programmed reduction, and catalytic measurements of hydrogenation of carbon monoxide to long-chained hydrocarbons leading to clean fuels (Fischer-Tropsch synthesis). The results of XPS show the presence of incompletely decomposed cobalt nitrate for catalysts calcined at 90-200 oC, and the presence of Co3O4 for catalysts calcined at 200-500 oC. For the four alumina-supported nano cobalt catalysts with different thermal treatment (200-500 oC), XRD and XPS results illustrated that there were mainly nano Co3O4 crystalite phases of 9-10 nm and the size of cobalt nano-particles did almost not change with the different temperature of thermal treatment. This was different from that of silica-supported cobalt catalysts. The supported cobalt catalyst (CoAp340 sample) calcinated at 340 oC presented a better activity for Fischer Tropsch synthesis to clean fuels, at mild conditions like atmospheric pressure (100 kPa), 1800 mL/g/h and 190 oC; rather than high pressure (2 MPa or more)."     

高催化活性Pd-Co3O4/MWCNTs催化剂对甲醇氧化的电催化性能

以Co(NO3)3·6H2O为钴源,聚乙二醇(PEG)20000为表面活性剂,与多壁碳纳米管(MWCNTs)混合后通过水热氧化法成功地合成了表面均匀分布纳米絮状Co3O4的MWCNTs复合物,进一步还原Pd的前驱体而制备得到Pd-Co3O4/MWCNTs复合催化剂.利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及X射线粉末衍射(XRD)等手段对样品的形貌和晶型结构进行了表征,结果表明Pd纳米粒子为面心立方晶体结构,均匀地分布在Co3O4修饰的MWCNTs表面.用循环伏安法和计时电流法表征结果表明:催化剂Pd-Co3O4/MWCNTs具有较大的电化学活性表面积,在碱性介质中对甲醇氧化具有更高的电催化活性和稳定性.研究结果表明,过渡金属氧化物纳米Co3O4颗粒在提高直接甲醇燃料电池(DMFC)催化性能研究中具有十分重要的作用,是一类很有潜力的载体催化剂.     

低热固相法制备纳米MnO2/CNT超电容复合电极的循环稳定性

为了改善纳米MnO2超级电容器电极的充放电循环稳定性,以Mn(OAc)2·4H2O、NH4HCO3和碳纳米管(CNT)为原料,采用低热固相反应得到前驱体,再经焙烧和酸处理,制备了一系列CNT含量不同的纳米MnO2/CNT复合电极材料,并用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积测定方法对其进行了表征.XRD分析结果表明,复合材料中的MnO2为纳米γ-MnO2.研究了复合电极在1 mol·L-1 LiOH电解质中的电化学性能,并与不含CNT的纯纳米MnO2电极进行了比较.结果表明,含CNTs为10%(w,质最分数,下同)和20%的MnO2/CNT复合电极的循环稳定性远优于纯纳米MnO2电极的循环稳定性,其中含10%CNTs的MnO2/CNT复合电极不仪具有良好的循环稳定性,而且在1000 mA·g-1高倍率充放电条件下仍具有200 F·g-1的高比电容.