一维纳米Co_3O_4,Ag/Co_3O_4及CuO/Co_3O_4的合成与电催化性能(英文)

采用水热合成法制备了Co3O4及复合Ag/Co3O4、CuO/Co3O4一维纳米产品。用XRD,FE-SEM和TEM手段对产品进行了表征。采用循环伏安法研究了合成产品修饰的玻碳电极在碱性溶液中对对硝基苯酚的电催化还原性能。与裸玻碳电极相比,1mmol·L-1的对硝基苯酚在用Co3O4、特别是CuO/Co3O4修饰的玻碳电极上还原的峰电流明显增大,用Ag/Co3O4(Ag/Co原子比分别为1∶5和2∶5)修饰的玻碳电极催化还原对硝基苯酚时,尽管还原峰电流增大不是太大,但其峰电位明显降低(分别降低0.265和0.371V)。     

CoC2O4·2H2O在空气中的热分解动力学研究

纳米Co3O4具有尖晶石结构,Co3 占据八面体位,具有较高的晶体场稳定化能,在空气中低于800℃时十分稳定,是优良的催化材料[1]。Co3O4还可以作为高比能锂离子电池负极材料具有非常好的电化学活性,充放电容量高达960m A h·g-1。纳米Co3O4在紫外、可见及近红外区域都有良好的吸收效果,因此,在隐身技术、保温节能技术等领域具有潜在的应用前景。所以,Co3O4超细粉体的制备和应用研究具有十分重要的意义。我们合成了草酸盐先驱物制备纳米Co3O4用作隐身材料,因此对先驱物的热分解过程研究是十分必要的。热分析方法在了解先驱物热分解反应的物理…     

溶胶-凝胶法制备Li3V2(PO4)3及其性能研究

0引言具有类NASICON结构的Li3V2(PO4)3是继过渡金属氧化物LMO后的一种新型的锂离子二次电池正极材料。与目前市场上应用最为广泛的正极材料LiCoO2相比,Li3V2(PO4)3具有超常的稳定性,即使在脱出的Li 与过渡金属原子的物质的量之比大于1的时候仍然具有超乎寻常的稳定性,而通常情况下1mol LiCoO2在脱出0.5mol Li 就会变得不稳定。并且Co是一种战略物资,全球储量十分有限;Co也是一种有毒金属,对于环境污染较为严重。LiNiO2因其合成较为困难而使应用受限,尖晶石LiMn2O4虽然属于环境友好型化合物,但其理论比容量仅为148mAh·g-1,且…     

前处理时间对Co3O4形貌及光催化性能的影响

以CoCl₂、Na₂CO₃为原料, 以油酸钠(SOA)为表面活性剂, 采用水热-热分解法合成了纯相尖晶石结构的Co₃O₄粉体。利用TG-DTA, XRD和SEM等手段跟踪反应过程, 研究了不同水热时间对产物形貌和结构的影响, 并根据实验结果分析了可能的反应机理及结构对光催化性能的影响。实验结果表明:制备前驱体的水热时间是影响产物形貌的关键因素, 并且终产物的结构形貌很大程度上决定了其光催化性能。     

制备工艺对NiFe2O4分解CO2活性的影响

随着大气中CO2浓度的增加,温室效应日趋严重,促使人们对大气中CO2的转化与消除这一课题更加重视。1990年Yutaka Tamaura[1]发现氧缺位磁铁矿几乎可以100%分解CO2后,为解决温室效应提供了一条新的探索途径。通过对不同铁酸盐MFe2O4(M=Fe,Mn[2],Co[3],Zn[4],Ni[5]等)分解CO2活性的考察,发现铁酸镍在300℃分解CO2的活性比其它铁酸盐都好。NiFe2O4的制备最常采用的是共沉淀法、柠檬酸溶胶凝胶法和水热法,3种方法由于制备     

Ce0.67Zr0.33O2对CH4燃烧催化剂Fe2O3/Al2O3的改性作用

固定n(Ce)/n(Zr)比为0.67/0.33,用共沉淀法制得一系列CeO2-ZrO2-Al2O3固溶体.采用这些固溶体作载体,以Fe2O3为活性组分,用浸渍法制备了一系列催化剂.BET结果显示,将适量Ce0.67Zr0.33O2引入到Al2O3载体中有助于催化剂保持较高的比表面积.TPR结果显示,载体中引入适量的Ce0.67Zr0.33O2可以改善催化剂的氧化还原性能.XRD结果表明,Fe2O3在CeO2-ZrO2-Al2O3载体上呈现出良好的分散状况,老化前后催化剂的晶相结构基本无明显变化.特别是当载体中m(Ce0.67Zr0.33O2)∶m(Al2O3)的值为1∶2时,Fe2O3/CeO2-ZrO2-Al2O3催化剂在甲烷催化燃烧中显示出最佳的催化性能和抗高温老化性能.     

不同形貌纳米CoWO4的水热法制备及气敏性能

以Co（NO₃）₂·6H₂O、Na₂WO₄·2H₂O为主要原料,去离子水为溶剂,利用水热法在不同条件下制备了一系列的纳米CoWO₄,用XRD、TEM和比表面分析仪对产品的物相、形貌和比表面积进行了表征。较系统地探讨了水热条件（反应混合物pH值、反应时间、反应温度等）对产物物相和形貌的影响,并研究了不同形貌产品对甲醛、乙醇、氨气、苯和丙酮等的敏感性能。结果表明：水热条件对产品的物相和形貌有影响,在不同水热条件下,可成功制备CoWO₄纳米颗粒、纳米立方体及纳米棒;以纳米颗粒、纳米立方体及纳米棒样品制成的气敏元件对被试气体有不同程度的响应,其中以纳米颗粒为基的元件在210℃对1000μL·L^-1NH₃灵敏度为3.3。     

一锅法制备Co3O4/g-C3N4复合光催化剂及其光催化性能

以三聚氰胺和六水合氯化钴为原料,一锅法制备Co_3O_4负载的多孔石墨相氮化碳(Co_3O_4/g-C_3N_4)复合光催化材料。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、光致发光光谱(PL)等手段对其结构和光学特性进行表征。以盐酸四环素(TC)为目标污染物,评价了不同负载量Co_3O_4/g-C_3N_4复合光催化剂的可见光催化性能。结果表明,所制备的Co_3O_4/g-C_3N_4复合光催化剂为多孔结构,其比表面积较大,并在可见光区域具有显著的吸收。利用原位生成的Co_3O_4纳米粒子在氮化碳表面形成异质结构,可有效转移光生载流子,降低光生电子-空穴的再结合率,从而提高光催化活性。并且存在最佳Co_3O_4复合量,当六水合氯化钴加入量为三聚氰胺的8%(w/w)时,所制备的复合光催化剂CoCN-8具有最佳的光催化性能。在可见光的照射下,60 min内可降解85%的TC,而同样条件下,纯g-C_3N_4仅降解23%的TC。     

水热重结晶法制备四方相纳米Ba0.9Ca0.1TiO3晶体的研究

采用水热重结晶法对低温液相法制备的Ba_0.9Ca_0.1TiO₃(B_0.9C_0.1T)浆料进行220 ℃, 3 h的水热处理, 成功制备了四方相B_0.9C_0.1T纳米粉体. 并对水热重结晶和未水热处理的两种粉体进行了TEM, XRD, Raman, FT-IR, TG和介电性能的表征. 研究表明, 经水热重结晶后的B_0.9C_0.1T粉体体系发生从顺电立方相向铁电四方相的转变, 羟基缺陷以及CO₃^2－杂质显著减少, 粉体形貌由外边缘毛躁的球形转变为四边形. 并发现羟基缺陷的减少是影响体系相转变的关键因素.     

水热重结晶法制备四方相纳米Ba0.9Ca0.1TiO3晶体的研究

采用水热重结晶法对低温液相法制备的Ba_0.9Ca_0.1TiO₃(B_0.9C_0.1T)浆料进行220 ℃, 3 h的水热处理, 成功制备了四方相B_0.9C_0.1T纳米粉体. 并对水热重结晶和未水热处理的两种粉体进行了TEM, XRD, Raman, FT-IR, TG和介电性能的表征. 研究表明, 经水热重结晶后的B_0.9C_0.1T粉体体系发生从顺电立方相向铁电四方相的转变, 羟基缺陷以及CO₃^2－杂质显著减少, 粉体形貌由外边缘毛躁的球形转变为四边形. 并发现羟基缺陷的减少是影响体系相转变的关键因素.     

Co3O4纳米催化剂催化CO的形貌效应：合成过程和催化活性

通过催化剂将CO转化为无毒气体仍然是目前减少CO污染的主要手段.随着纳米技术的快速发展,纳米催化剂因其在催化反应中呈现出的独特结构效应（如形貌效应、尺寸效应等）而受到人们的广泛关注.已有大量研究表明,纳米Co3O4作为一种非贵金属氧化物催化剂具有强烈的催化形貌效应,展现出优异的CO低温催化活性.因此,通过合理的设计来调控催化剂粒子的形貌,从而进一步改善催化剂的性能已成为近年来催化剂领域的重要研究方向.对于Co3O4纳米催化剂的可控制备,水热法具有反应温和、操作简便和产品形貌易控等特点.早期的研究主要围绕于Co3O4形貌的可控合成以及不同形貌Co3O4催化剂对其催化活性产生的影响,较少有对其形貌形成机制的报道.特别是在水热反应中,系统研究各反应参数对催化剂各异形貌的形成影响鲜有报道.
　　本文在前人的研究基础上,重点研究了水热反应过程中各主要反应参数对产品形貌控制的影响,绘制了一副不同形貌Co3O4材料的合成过程图,并研究了Co3O4纳米催化剂催化CO氧化的形貌效应.通过水热法先成功合成了三种不同形貌(纳米棒、纳米片和纳米立方)的碱式碳酸钴纳米粒子,然后将其焙烧得到了Co3O4纳米粒子.采用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM), X射线粉末衍射仪(XRD),程序升温还原(H2-TPR和CO-TPR),氮气吸附-脱附比表面积测试(BET),氧气程序升温脱附(O2-TPD), X射线光电子能谱(XPS)等表征手段研究了不同反应参数对纳米碱式碳酸钴前驱体形貌形成的作用和各异形貌Co3O4纳米粒子在催化CO氧化反应中催化性能的差异及原因.
　　结果表明, Co3O4较好地继承了碱式碳酸钴的形貌,在较低温度条件下(≤140°C),钴源(CoCl2或Co(NO3)2)是影响前驱体形貌的关键因素,反应时间只对粒子的尺寸产生较大影响.低温下, CoCl2作为钴源易诱导生产纳米棒状碱式碳酸钴,而Co(NO3)2则有利于纳米片状生成.当温度高于140°C后,无论何种钴源,最终均制得纳米立方体.表面活性剂CTAB对前驱体的均一性和粒子的分散性产生重要影响,加入CTAB后得到的产品尺寸更均一,形貌更加规整.对比于其他两种形貌的样品, Co3O4纳米片显示出更好的CO催化氧化活性.
　　 XPS结果表明,各形貌Co3O4纳米材料的表面组成存在明显差异,活性物种Co3+含量的不同是影响催化活性差异的重要原因. Co3O4纳米片具有更多的Co3+活性位,立方纳米Co3O4表面吸附氧含量较高, Co3O4纳米棒则暴露出相对更多的Co2+.因此,在三种形貌催化剂上CO氧化反应中, Co3O4纳米片表现出最优的催化活性,纳米立方次之,而纳米棒最差. H2-TPR, CO-TPR和O2-TPD等结果也表明, Co3O4纳米片拥有更强的还原性能和脱附氧能力,其次是纳米立方Co3O4.这与XPS结果一致,证实了不同形貌Co3O4纳米催化剂上暴露活性位的数量和表面氧物种的不同是造成彼此间催化CO氧化活性差异的重要原因.此外,通过稳定性测试发现Co3O4纳米片具有较高的催化稳定性,在水蒸气存在的情况下Co3O4纳米片逐渐失活,但随后在干燥条件下其催化活性又逐渐得到恢复.     

Solution decomposition of the layered double hydroxide of Co with Fe: phase segregation of normal and inverse spinels

The nitrate-intercalated layered double hydroxide of Co with Fe decomposes on hydrothermal treatment to yield an oxide residue at a temperature as low as 180 degrees C. The oxide product is phase segregated into a Co(3)O(4)-type normal spinel and a CoFe(2)O(4)-type inverse spinel. Phase segregation is facilitated as decomposition in a solution medium takes place by dissolution of the precursor hydroxide followed by reprecipitation of the oxide phases. In contrast, thermal decomposition takes place at 400 degrees C. This temperature is inadequate to induce diffusion in the solid state whereby phase segregation into the thermodynamically stable individual spinels is suppressed. The result is a single-phase metastable mixed spinel oxide. This is rather uncommon in that a hydrothermal treatment yields thermodynamically stable products where as thermal decomposition yields a metastable product.     

径向生长的具有分级结构的四氧化三钴微晶及其在气体传感上的应用

通过在水热合成后追加退火处理,制备了径向生长的具有分级结构的树枝状三维Co3O4晶体,并用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对其结构和形貌进行了表征. 在110 oC对其气体探测性能的研究表明这种Co3O4分级结构对氨气有较高的探测灵敏度和响应速度（10 s）,性能稳定并具有可重复性. 同时,还在较低的探测温度下对酒精、丙酮和苯进行了气敏探测.     

Co3O4/CoO/Co/石墨复合材料的制备及其电容性能研究

以葡萄糖为前驱物,采用水热法合成了胶态碳球,然后利用胶态碳球制备了Co3O4/CoO/Co/石墨复合材料.此复合材料与其它研究者采用类似方法制备的物质相比具有完全不同的结构,它们是由多层不同物质组成的球形结构,其最外层是Co3O4,第二层是CoO,第三层是Co,最里面一层是石墨.采用循环伏安和恒电流充放电等方法对Co3...     

Mg-Ni-Al-EDTA柱撑LDHs层状材料的水热合成、结构及性能

以Mg(NO3)2.6H2O、Ni(NO3)2.6H2O、Al(NO3)3.9H2O和[CH2N(CH2COOH)2]2为原料,采用水热合成法,合成了Mg-Ni-Al三元EDTA柱撑LDHs层状材料。采用ICP、元素分析仪、XRD、FTIR、TG-DSC、SEM等手段对样品进行了表征。探讨了pH值、反应温度、反应时间和原料配比对EDTA柱撑LDHs材料合成的影响。结果表明,在pH=8、反应温度控制在140℃、反应时间为24 h时,可以合成出结构规整、晶形良好、各层间排列紧密有序的含不同比例金属阳离子的EDTA柱撑LDHs材料。Mg-Ni-Al三元EDTA柱撑LDHs层状材料通过层间EDTA对Co2+的螯合作用,可以在较短时间内吸附溶液中的Co2+,去除率在97%以上。pH值、吸附时间、吸附温度、固体投加量及初始Co2+浓度对去除率均有不同程度的影响。     

还原氧化石墨烯/碳纳米管/Co_3O_4三元复合材料的制备与电化学性能

将低温水热反应和低温热处理相结合,制备了含还原氧化石墨烯(RGO)、碳纳米管(CNTs)和Co3O4的三元纳米复合材料RGO-CNTs-Co3O4;利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜分析了合成产物的相组成和微观结构,分析了其形成过程;并利用电化学测试装置测定了其作为锂离子电池负极材料的电化学性能.结果表明,在合成反应过程中,氧化石墨烯被还原剂肼还原为石墨烯,同时在石墨烯和CNTs表面生成氢氧化钴;再经低温热处理得到RGO-CNTs-Co3O4三元复合材料.Co3O4纳米颗粒均匀分散在由RGO片层和CNTs组成的三维网络结构中;这种三维网络结构既有利于电子和离子的传输,又能够有效抑制Co3O4在脱嵌锂过程中因体积变化引起的结构破坏.总体而言,合成的新型三元复合材料具有高的比容量以及良好的循环性能与倍率性能.     

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.     

Co(II)5(OH)6(SO4)2(H2O)4: the first ferromagnet based on a layered cobalt-hydroxide pillared by inorganic...OSO3-Co(H2O)4-O3SO..

The synthetic mineral Co(II)5(OH)6(SO4)2(H2O)4 (1), obtained by hydrothermal reaction of CoSO4.7H2O and NaOH at 165 degrees C and consisting of brucite-like Co4(OH)6O2 layers pillared by OSO3-Co(H2O)4-O3SO, is a ferromagnet (T(Curie)= 12 K, Hc= 580 Oe).     

不同形貌Co3O4的水热-微乳液法制备及其电化学性能

以四元微乳液(水/十六烷基三甲基溴化铵/环己烷/正戊醇)为介质, 在100 ℃水热环境下成功地合成了具有蒲公英状、剑麻状以及捆绑式结构的前驱化合物, 经300 ℃焙烧可得结构保持的Co3O4. X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)测试表明, 所得样品为立方尖晶石结构, 同时水热反应时间对材料的形貌有很大的影响. 循环伏安和恒电流充放电等电化学测试均表明, 水热反应6 h、经热处理后得到Co3O4具有较好的电化学电容行为, 单电极比电容可达340 F·g-1.     

不同维度Co3O4纳米材料的水热合成研究进展

过渡金属氧化物Co_3O_4的晶体结构及表面特性与其形貌、尺寸和微观结构密切相关。本文将不同形貌Co_3O_4纳米材料按尺寸分为:纳米球、立方块、多面体等零维材料,纳米线、纳米棒、纳米管、纳米柱等1D材料,纳米片、纳米薄膜等2D材料,海胆状、微米球等由纳米单元构成的微米尺寸3D超结构。探讨了对形貌形成的影响因素,重点研究其水热合成过程,总结了可能的形成机理,以利于对不同维度材料的形成规律有较深入的理解,进而能在理论上指导特定维度、特定形貌材料的可控合成。