锂离子电池片状四氧化三钴负极的合成及改性

采用液相沉淀法结合低温固相热解法合成了锂离子电池片状Co3O4负极.通过X射线粉体衍射(XRD)、Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积分析、扫描电子显微镜(SEM)及恒电流充放电等表征手段,发现该Co3O4为立方相,结晶完整且无杂质,由直径为1.5-3.0μm、厚度约为100-300 nm的不规则片状颗粒组成,比表面积约为30.5 m2·g-1;其比容量高且容量保持率好,在0.1C倍率下,首次放电容量高达1444.5 mAh·g-1,50次循环后充电容量仍大于1100.0 mAh·g-1;但在高倍率(1C)下,50次循环后充电容量保持率仅为75.3%,倍率性能一般.故采用碳纳米管(CNTs)掺杂改性,结果表明:在1C倍率下,70次循环后复合材料充电容量保持率为96.3%;在2C倍率下,50次循环后充电容量保持率仍高达97.0%,倍率性能显著提升.     

新颖Co3O4分级结构的制备及其光催化性能研究

以聚乙烯醇/醋酸钴复合纳米纤维为模板, 采用模板辅助共沉积技术制备了三维尖晶石型Co₃O₄纳米纤维/晶须分级结构. 并采用SEM, XRD对其形貌和晶型结构进行了表征. 在光催化降解亚甲基蓝(MB)性能实验中, 三维分级结构Co₃O₄表现出比纳米粒子和纤维更好的光催化性能. 这主要归因于Co₃O₄纳米线的次级结构和开放的三维网络结构有利于MB分子和氧分子的扩散和传输, 从而增强MB的光降解反应速率.     

在钴、锰负载型催化剂上甲烷的催化氧化

甲烷的低温催化燃烧不仅可以提高能源的利用率 ,还能降低燃烧过程中氮氧化物的排放 ,从而降低大气污染。Ｐｄ催化剂对于甲烷的完全氧化活性很高 ,但其价格昂贵[1] ,并且在水蒸气中的活性受到一定的抑制[2 ] 。故开发研究用非贵金属催化剂进行甲烷的催化氧化问题受到了国内外研究者的极大关注[3～ 5] 。最近 ,李振花等曾报道在 10 %Ｐｄ ＺｒＯ2 催化剂上 ,甲烷完全氧化活性最高 ,他们还发现Ｐｄ Ｃｏ ＺｒＯ2 负载型双金属催化剂也具有较好的反应活性 ,但他们未报道水蒸气的影响[6] 。本文研究了Ｃｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ等非贵金属氧化物负载…     

不同金属氧化物对钴基费托合成催化剂性能的影响

本实验在六方纳米片状的Co₃O₄(NMS-Co)上分别负载了1%含量的ZrO₂、Al₂O₃和MnO₂三种金属氧化物,制备反相催化剂模型,研究金属氧化物对钴基催化剂费托合成性能的影响。通过H₂-TPD、CO-TPD以及催化剂性能评价结果发现,ZrO₂和Al₂O₃能够显著增加NMS-Co催化剂的活性位点,在相同转化率条件下,反应温度从230℃分别降低至170、180℃,重质烃生成速率分别提升2.5、2倍,CH₄选择性从37.8%分别降低至3.6%、12.0%。然而,MnO₂使得NMS-Co催化剂CO转化率仅从30.9%增加到45.5%,CH₄选择性降低至16.5%。     

在铜铁、铜钴复合氧化物上利用CO低温催化还原NO

Copper iron composite oxides (CuO/Fe2O3) and copper cobalt composite oxides (CuO/Co3O4) for the catalytic reduction of NO with CO at low temperature were prepared by co-precipitation. The catalytic activity and thermal stability of the catalysts were evaluated by a microreactor-GC system. The 100% conversion temperatures of NO are 80 oC for CuO/Fe2O3 and 90 oC for CuO/Co3O4. The catalysts possess high catalytic activity and favorable thermal stability for NO reduction with CO in a wide temperature range and long time range. A systematic study of the molar ratios of the reactants, the volume of NaOH, aging time, and calcination temperature/time was carried out to investigate the influence preparation conditions on the catalytic activity of the catalysts.     

等离子体金属纳米结构在SERS传感及可穿戴应力传感中的应用

等离子体金属(金、银)纳米结构因其特有的理化性能,被广泛应用于表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering,SERS)传感及可穿戴应力传感领域.其中,SERS是一种应用贵金属纳米材料增强拉曼散射信号的检测技术,该技术灵敏度高、特异性强,已被广泛用于生物医学、环境监测、食品药品检测...     

四氧化三铁磁性纳米微粒表面的氨基化修饰

以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)作为氨基化试剂,通过硅烷化反应使其键合于Fe3O4纳米颗粒表面,制备了表面氨基化的磁性Fe3O4纳米复合颗粒;利用红外光谱分析了产物的化学键合特征,利用电位滴定测定了合成产物表面的-NH2含量,探讨了活化方式、反应溶剂、投料比、温度、时间等因素对氨基化修饰效果的影响.结果表明,APTES成功地包覆在磁性Fe3O4纳米微粒表面;在乙醇-水体系中,在Fe3O4与APTES投料比3∶8、温度60℃下反应12h,得到的Fe3O4纳米颗粒表面APTES修饰效果最佳,表面-NH2含量高达1 400±50μmol·g-1.     

中空多壳层结构材料的制备及气体传感应用研究进展

先进气体传感器技术在现代社会安全生产生活中扮演着极为重要的角色,而高效敏感材料的设计与开发是其中的关键.中空多壳层结构材料因其独特的层层嵌套的多壳层与多腔体结构而表现出特别的物理化学性质,在气体传感领域显现出巨大的应用潜力.传统的硬模板法、软模板法以及基于奥斯特瓦尔德熟化和柯肯德尔效应的无模板法在中空多壳层纳米结构材料的普适制备及壳层结构的精确调控等方面存在诸多限制.次序模板法的出现突破了上述限制,促进了该领域的迅速发展.本文简要回顾了中空多壳层结构材料制备方法的发展历程,介绍了其在甲醛、乙醇、丙酮、甲苯及二氧化氮等有害气体检测中的具体应用,分析了其在气体传感领域的独特优势,最后对该领域面临的挑战和发展前景进行了总结与展望.     

纳米Co3O4的制备、表征及CO低温催化氧化

CO的常温催化氧化由于在消除环境污染、空气净化、CO传感器、封闭式CO₂激光器及密闭系统内消除CO等方面的实用价值而颇受关注.已报道的CO催化氧化催化剂有Hopcalite、复合氧化物、贵金属^[4,5]等.     

各种形貌的纳米Co3O4的制备及其应用*

本文综述了各种形貌的纳米Co₃O₄的制备及其应用。制备纳米Co₃O₄的方法有很多,包括热分解、水热法、溶剂热法、化学喷雾热分解、化学气相沉积和溶胶-凝胶法。各种形貌的Co₃O₄被制备,如纳米球、纳米立方体、纳米管、纳米棒、纳米片、纳米纤维和介孔结构。Co₃O₄是一种重要的磁性P-型半导体,在锂离子电池、超级电容器、电致变色、磁性材料、气体传感器和催化剂等诸多领域有比较广泛的应用。     

液相控制沉淀法制备纳米级Co3O4微粉

报道了一种液相控制沉淀与分解制备Co₃O₄超微粉的方法.研究表明,采用液相沉淀控制技术,无需引入高分子保护剂,同样可以制备出晶粒细小、粒度分布均匀、无团聚的高质量Co₃O₄超微粉.该法工艺简单、成本低、产率高.     

模板法制备的有序介孔Co3O4的电化学电容行为

以介孔硅作为模板合成有序的介孔Co3O4, 在6 mol/L KOH电解液里进行电化学性能的测试. 结果表明具有有序介孔结构的Co3O4, 其比容量可以达到250 F/g, 大约为在550 ℃下直接煅烧Co(NO3)•6H2O所得的Co3O4容量的4倍. 其外该材料还表现出良好的倍率特性, 这一现象可归因于有序的介孔结构增大了有效的反应表面积, 同时有利于离子在其中传递.     

A Highly Sensitive and Selective Non-enzymatic Hydrogen Peroxide Sensor Based on Nanostructured Co3O4 Thin Films Using the Sol-gel Method

In this work we report an easy and efficient way to fabricate nanostructured cobalt oxide (Co₃O₄) thin films as a non-enzymatic sensor for H₂O₂ detection. Co₃O₄ thin films were grown on ITO glass substrates via the sol-gel method and characterized with several techniques including X-ray diffraction, scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and optical absorbance. The Co₃O₄ thin films’ performance regarding hydrogen peroxide detection was studied in a 0.1 M NaOH solution using two techniques, cyclic voltammetry (CV) and amperometry. The films exhibited a high sensitivity of 1450 μA.mM⁻¹.cm⁻², a wide linear range from 0.05 μM to 1.1 mM, and a very low detection limit of 18 nM. Likewise, the Co₃O₄ thin films produced showed an exceptional stability and a high selectivity.     

钴铈复合金属氧化物催化剂上氧化亚氮催化分解性能研究

采用共沉淀法制备了一系列钴铈复合金属氧化物催化剂CoCex(x=0～0.2,x为Ce/Co摩尔比),进行了比表面积和XRD表征,并考察了它们对氧化亚氮催化分解反应的活性.结果表明,随着铈添加量的增加,催化剂上钴尖晶石相的衍射峰逐渐宽化,同时催化剂的比表面积逐渐增大;催化剂的活性随着铈添加量的增加先升高,然后下降,CoCe0.05催化剂表现出了最佳催化活性.在对CoCe0.05催化剂制备条件的考察实验中发现,共沉淀过程中控制pH值在9左右,于400 ℃焙烧得到的催化剂的活性最好.当反应气氛中存在O2或H2O时,CoCe0.05催化剂上N2O的分解反应受到抑制,但这种影响是可逆的,可能是由于它们与N2O在相同的活性位上存在竞争吸附.     

纳米Co3O4型固体pH电极的响应及应用

测定酸度目前广泛采用玻璃电极 .然而 ,由于玻璃电极是采用极薄的玻璃膜作为 H+的敏感膜 ,致使电极极易破碎 ,亦难以用于对玻璃有腐蚀作用的体系 ,如含氟体系 .此外它还具有体积大、成本较高、膜阻抗高而难以实现微型化、以及使用前需活化处理等缺点 .多年来对非玻璃型 p H电极的研究一直是个热门的研究课题 .其中以金属 /金属氧化物型固体 p H电极倍受关注 [1～ 6 ] .本文对氧化钴 (Co3 O4 )型固体 p H印刷电极的响应性能、选择性、重现性以及在含氟腐蚀体系 p H测定中的应用进行了研究 .Ф1 2型 p H计 (BECKMAN公司 ) ,2 3 2型饱和…     

掺铝Co_3O_4的制备及其电容性能研究

以KOH作沉淀剂制备掺杂Al(Ⅲ)的Co3O4粉体.X射线衍射显示,掺Al的Co3O4不改变其晶型结构.循环伏安、恒流充放电等测试表明,化学掺Al后的Co3O4电极,其比容量提高,当Co(Ⅱ)与Al(Ⅲ)的摩尔比为1∶0.05时,在0~400 mV的电位区间内,5 mA/cm2电流密度下,单电极放电比容量可达518.07 F/g.     

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%.     

Synthesis and Magnetic Properties of Co3O4 Nanoflowers

Co3O4 nanoflowers were prepared through a sequential process of a hydrothermal reaction and heat treatment. The as-synthesized products were characterized by powder X-ray diffraction, field-emission scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, and infrared spectrum. These nanoflowers consist of numerous Co3O4 nanofibers, which have diameters of 20-40 nm, and lengths ranging from 100 nm to 500 nm. They have pore structures and Brunauer-Emmett-Teller surface area of ?34.61 m2/g. The temperature dependence curves of magnetization in zero-field-cooled conditions and field-cooled indicate mainly antiferromagnetism and weak ferromagnetism of Co3O4 nanoflowers at blocking temperature of ?34 K respectively.