超临界二氧化碳体系中正八面体氧化钴颗粒的生长及其表征

研究了正八面体氧化钴颗粒在超临界二氧化碳体系中的合成过程。在密闭的不锈钢高压反应釜中,1.0 g乙酸钴和12.0 g干冰在450 ℃下,反应12 h后合成粒径大约10 μm的正八面体氧化钴颗粒。通过XRD、 XPS、TEM、 SEM以及拉曼光谱的分析,氧化钴颗粒是由八个{111}面包裹着的正八面体单晶组成。条件实验显示,超临界二氧化碳体系是正八面体氧化钴颗粒合成的充分条件。其生长机理可能是：乙酸钴在超临界二氧化碳体系中的热分解;氧化钴的结晶和定向缓慢生长。在性能方面,初步研究了正八面体氧化钴颗粒在作为锂离子电池电极材料的应用。     

阳极电沉积Co-Ni混合氧化物在碱性介质中的电催化析氧性能

 利用电化学阳极共沉积技术,从含不同Co2+/Ni2+比的NaOH溶液中,在Ni基体上制备了Co-Ni混合氧化物. 利用X射线衍射分析了混合氧化物的物相结构,并通过循环伏安法、稳态Tafel曲线和电化学阻抗谱研究了混合氧化物作为析氧阳极材料的电催化活性. 结果表明,从n(Co2+)/n(Ni2+)=1的电解液中沉积所得的Co-Ni混合氧化物主要为尖晶石结构NiCo2O4相,并具有最高的析氧催化活性. 析氧反应在Co-Ni混合氧化物电极上表现出两个明显的Tafel区域: 在低电势区Tafel曲线斜率为40~48 mV/(°),对OH-的反应级数为2.0; 在高电势区Tafel曲线斜率为110~120 mV/(°),对OH-的反应级数为1.0. 在恒定电势E=0.60 V时,Co-Ni混合氧化物上析氧反应的电化学标准活化焓为37.4~51.7 kJ/mol. 通过对析氧历程的分析,提出了在不同电势范围内Co-Ni混合氧化物上析氧反应的动力学方程,并较好地解释了实验结果.     

Oxidation of NO over cobalt oxide supported on esoporous silica

Cobalt oxide catalysts supported on mesoporous silica (Co3O4/MPS) were prepared, characterized and applied for catalytic oxidation of NO. Effects of catalyst supports, calcination temperatures, H2O and SO2 on NO conversion were investigated. The samples were also characterized by BET, XRD, FTIR and TG/DTG. The results suggested that Co3O4/MPS catalyst calcined at 573 K had the smallest crystal particles and the best surface dispersion. This catalyst had the highest activity and yielded 82% NO conversion at 573 K, at a space velocity of 12000 h−1. Although the conversion of NO decreased with the introduction of H2O, it could be restored completely after removing residual H2O from Co3O4/MPS catalyst by heating at 573 K. In the presence of SO2, the oxidation activity decreased and CoSO4 was detected on the catalyst. The NO conversion decreased to 30.2% in the presence of SO2 and H2O. It could not be restored completely after cutting off H2O and SO2. The deactivation of the catalyst in the presence of SO2 and H2O was attributed to the formation of cobalt sulfate species.     

氢化物发生-原子荧光光谱法测定氧化钴中痕量铅

样品经HCl消解,加入硫氰酸钾 草酸 邻菲啰啉混合液抑制大量钴的干扰,在K3Fe(CN)6氧化体系下,实现了无需分离大量钴直接进行氧化钴中痕量铅的氢化物-原子荧光光谱法测定.回收率为91%～107%,检出限为0.56μg/L,线性范围0～80μg/L.用该方法分析氧化钴样品中的Pb,方法简便,结果准确,应用前景良好.     

制备方法及焙烧温度对Co3O4/CeO2催化剂上CO低温氧化反应的影响

 分别采用沉淀氧化法、均匀沉淀法及络合燃烧法制备了Co3O4/CeO2复合氧化物催化剂,并在干燥及湿气条件下进行了CO氧化反应. 结果表明,采用沉淀氧化法经538 K焙烧制得的Co3O4/CeO2催化剂具有优异的CO低温氧化活性和较高的抗湿性能. 在196 K条件下,该催化剂上CO氧化的转化率为99%, 并且可连续保持400 min以上; 当温度上升到298 K时,经过 2400 min反应后, CO的转化率仍可达到94%; 当反应气中含3.1%湿气,温度为383 K时,经过2400 min反应后, CO的转化率仍保持在79%. 实验表明, Co3O4/CeO2催化剂的制备方法及焙烧温度对Co3O4与CeO2之间的相互作用有显著的影响,进而影响催化剂催化CO低温氧化的活性.     

纳米氧化钴－氧化钌复合型超级电容器的研究

A novel type of composite electrode based on sheet like cobalt oxide particles has been used in supercapacitors. Cobalt oxide cathodically deposited from Co（NO3）2 solution with carbon nanotubes as matrix exhibited large pseudo-capacitance of 322 F·g^-1 in 6 mol·L^-1 KOH. A sol-gel process for the preparation of ultrafine RuO2 particles was developed to design electrodes with large surface area. The composite electrodes were developed by the deposition of RuO： on the surface of carbon nanotubes. A specific capacitance of 785 F·g^-1 can be achieved with the 20% carbon nanotubes loaded. To characterize the metal oxide nanocomposite electrode, a cyclic voltammetry and AC impedance test are executed. This study also reports a hybrid capacitor, which consists of cobalt oxide composite as a cathode and ruthenium oxide composite as an anode. The electrochemical performance of the hybrid capacitor is characterized by a dc charge/discharge test and cyclic voltammograms. The hybrid capacitor shows capacitor behavior with an extended operating voltage of 1.4 V. The maximum energy density and specific power density of the cell reach the value of 23.7 and 8.1 kW·g^-1 respectively. The hybrid capacitor exhibits high-energy density and stable power characteristics.     

LiCoO2的合成及其在锂蓄电池中的行为

采用ＸＲＤ和ＡＡＲ分析技术，研究了ＬｉＣｏＯ２电极在充电过程，放电过程以及充放电循环过程中晶胞参数变化规律，发现在这些过程中，ＬｉＣｏＯ２晶胞出现规律性的收缩和膨胀；过充电时产物Ｃｏ３Ｏ４，导致ＬｉｘＣｏＯ２晶格的破坏，循环过程中晶胞参数Ｃｏ值的变化与充电过程相似，各种状态下００６峰的变化最敏感于７００℃预热２０ｈ后再高温合成的ＬｉｘＣｏＯ２，其００６峰得到明显的加强，其循环伏安曲线可逆性很好，第     

高效钴氧化物催化羧酸可控加氢制醇（英文）

羧酸选择加氢是合成醇的重要方法,廉价高效的催化体系仍然在探索中.我们利用地球上储量丰富的钴氧化物作为催化剂,通过控制催化反应过程,进而实现高选择性地催化羧酸加氢制备醇.一系列含有不同官能团的羧酸可以被选择加氢至相应的醇类化合物,反应选择性可以满足工业生产要求.通过一系列的谱学表征以及理论计算,我们证实了钴氧化物在羧酸选择加氢反应中的优选活性位点位为氧化亚钴,从而建立了催化剂与反应活性之间的构效关系,为催化剂的理性设计提供指导.首先,我们选取硬脂酸加氢反应作为模型反应,通过对地球上储量丰富的氧化镍、四氧化三铁和四氧化三钴的催化活性对比发现,四氧化三钴催化剂活性最高,在473 K,2 MPa氢气条件下,反应速率可以达到1.2 mmol/(h·g).对四氧化三钴催化剂进行不同温度的预还原处理,我们发现催化剂的活性得到显著提高,其中573 K还原的样品活性最高,反应速率可以达到7.3 mmol/(h·g),要远远高于贵金属催化剂Pd/C(0.6 mmol/(h·g))和Pt/C(1.8 mmol/(h·g)).XRD结果表明,随着还原处理温度的不断升高,催化剂由四氧化三钴变为氧化亚钴,最终变为金属态的钴.当还原温度为573 K时,催化剂的组成为单一相氧化亚钴.XPS测试结果表明,当还原温度为573 K时,样品中只含有Co~(2+)的信号峰,并且Co/O的比例为1/1,进一步证明样品是纯态的氧化亚钴.从TEM照片中可以发现,在原始的四氧化三钴样品中观察到晶面间距为0.467和0.244 nm,分别对应四氧化三钴的(111)和(311)晶面.而对于573 K还原的样品只观察到一种晶面间距(0.246 nm),对应氧化亚钴的(111)晶面.结合表征手段和硬脂酸催化加氢活性结果,我们得出氧化亚钴是573 K还原样品催化羧酸加氢反应的活性位点.理论计算结果进一步证实了这个实验结论.理论计算结果表明,在氧化亚钴(111)晶面,硬脂酸加氢转换为十八醇是非常快速和高效的,然而,对于氢解C-C键和C-O键,需要耗费更高的能量,能垒约为1.2 e V.因为硬脂酸的吸附远远强于十八醇的吸附,硬脂酸的存在会抑制十八醇氢解形成烯烃的反应,只有当硬脂酸酸完全转化为十八醇,才会发生随后的氢解反应.通过控制催化反应过程,可以实现在氧化亚钴(111)晶面高选择性催化酸加氢至醇,也就是反应控制催化过程.基于氧化亚钴在硬脂酸加氢制备十八醇上的优异催化性能,我们进一步研究了一系列含有不同官能团的羧酸化合物的催化加氢,发现氧化亚钴表现出良好的官能团容忍度,可以实现高效、广谱的酸选择加氢至醇反应.     

用新型的半固相方法合成掺钴尖晶石材料LiCo_xMn_(2-x)O_4及其性能研究

用一种新型的半固相法合成得到LiCo_xMn_(2-x)O_4材料,通过X射线衍射技术 和充放电实验对材料的结构及循环性能进行了研究。与传统的固相合成法相比,这 种半固相法显示了产物颗粒尺寸均匀,电化学性能良好的特点。通过对结构,组成 与电化学性能关系的探讨,对不同半固相法合成路线的选择及适当的优化,可得到 电化学性能良好的掺钴尖晶石材料,其中LiCo_(0.016)Mn_(1.984)O_4在室温下的 初始容量为118 mA·h/g,循环25周后,容量仍能保持在113 mA·h/g左右。通过这 种新型合成方法得到的掺钴尖晶石材料,在高温下也表现出了令人满意的充入电循 环性能。     

Ba0.95Ce0.9Y0.1O3-α固体氧化物燃料电池性能

以Ba0.95Ce0.9Y0.1O3-α为固体电解质,Pt为电极,组成氢-空气燃料电池,测定了该电池600～1000℃下电流-电压特性、电极极化特性和电解质中各电荷载流子(质子、氧离子、电子空穴)迁移数及其电导率。实验表明,该电池放电性能良好,能稳定地输出电能,1000℃时的最大输出电流密度为680mA.cm^-^2。正、负Pt电极极化特性很小,放电时的电压耗损主要由电解质电阻产生。在氢-空气燃料电池条件下,Ba0.95Ce0.9Y0.1O3-α显示混合离子(质子+氧离子)导电性。随着温度升高,质子迁移数减小而氧离子迁移数增大,当温度为780℃时,质子和氧离子迁移数相同(0.46),在低于780℃时,质子电导占优势,而在高于780℃时,氧离子电导占优势。