本文關(guān)鍵詞：不同形貌四氧化三鈷顆粒的制備及其電化學(xué)性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：超級(jí)電容器作為一種儲(chǔ)能裝置,由于其具有高的電容量、快速的充放電性能以及穩(wěn)定的電性能等優(yōu)良性能,已經(jīng)成為繼鋰離子電池之后另一電容裝置的研究熱點(diǎn)。由于四氧化三鈷作具有存貯量大、價(jià)格便宜以及高的比電容特性等優(yōu)點(diǎn),所以其作為超級(jí)電容器的電極材料被人們廣泛關(guān)注。本文分別利用水熱-熱分解法和水熱法成功制備了微米和納米級(jí)不同形貌的四氧化三鈷顆粒,并研究了所制備的四氧化三鈷的電化學(xué)性能。利用水熱-熱分解法,硝酸鈷做鈷源,加入尿素作為沉淀劑,水作為溶劑,在CTAB的作用下,160℃加熱不同時(shí)間(2 h、3 h、4h、5h、12h、24h、48h)制備了前驅(qū)體碳酸鈷,碳酸鈷500℃下加熱3 h分解生成了四氧化三鈷顆粒。對(duì)樣品進(jìn)行了X射線(xiàn)衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)以及拉曼表征,結(jié)果表明,不同加熱時(shí)間下均成功制備了純度較高的面心立方結(jié)構(gòu)的四氧化三鈷,當(dāng)前處理時(shí)間為2 h,四氧化三鈷顆粒為刺猬球狀,隨加熱時(shí)間的延長(zhǎng),晶粒形貌變?yōu)槠瑢訝?當(dāng)加熱到24 h時(shí),晶粒變?yōu)榫鶆虻牧⒎襟w狀;同時(shí)晶粒的粒徑從5-7μm縮小到2-7μm。最后對(duì)2 h和24加熱時(shí)間下的四氧化三鈷樣品進(jìn)行了電化學(xué)性能測(cè)試,其比電容分別為40F/g和24F/g。在水熱-熱分解實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過(guò)調(diào)節(jié)pH(9、10、11、12),利用水熱法一步成功制備了四氧化三鈷晶粒。對(duì)樣品進(jìn)行了XRD和SEM表征,結(jié)果表明,不同pH下均制備了純度較高的四氧化三鈷顆粒,當(dāng)pH=9和pH=12時(shí),四氧化三鈷顆粒分別為長(zhǎng)10μm的棒狀和直徑250nm的納米盤(pán)狀。電化學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表明棒狀和納米盤(pán)狀四氧化三鈷的比電容分別為32F/g和200F/g。
【關(guān)鍵詞】：四氧化三鈷 超級(jí)電容器 水熱法 比電容
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TQ138.12;TM53
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-23
• 1.1 引言10-12
• 1.2 鈷及其化合物12-14
• 1.2.1 鈷的性質(zhì)12
• 1.2.2 鈷的常見(jiàn)化合物12-14
• 1.3 四氧化三鈷的制備方法14-16
• 1.3.1 溶膠凝膠法14
• 1.3.2 水熱法14-15
• 1.3.3 溶劑熱法15
• 1.3.4 模板法15-16
• 1.3.5 熱分解法16
• 1.4 四氧化三鈷的應(yīng)用16-23
• 1.4.1 鋰離子電池負(fù)極材料的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4.2 超級(jí)電容器電極材料的研究現(xiàn)狀18-20
• 1.4.3 四氧化三鈷的應(yīng)用20-22
• 1.4.4 本課題的研究意義及內(nèi)容22-23
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法介紹23-30
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器23
• 2.2 電極材料的制備23-25
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法25-30
• 2.3.1 XRD衍射表征25
• 2.3.2 SEM表征25-26
• 2.3.3 拉曼光譜測(cè)試26-27
• 2.3.4 UV可見(jiàn)光譜測(cè)試27-28
• 2.3.5 電化學(xué)性能測(cè)試28-30
• 第三章 四氧化三鈷顆粒的水熱-熱分解制備及其電化學(xué)性能研究30-45
• 3.1 引言30
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分30-31
• 3.2.1 樣品的制備30
• 3.2.2 樣品的測(cè)試30-31
• 3.3 結(jié)果與討論31-44
• 3.3.1 加熱時(shí)間對(duì)Co_3O_4樣品形貌的影響31-34
• 3.3.2 Co_3O_4的拉曼光譜34-36
• 3.3.3 Co_3O_4的紫外可見(jiàn)光吸收譜36-38
• 3.3.4 Co_3O_4的形成機(jī)理38-40
• 3.3.5 電化學(xué)性能分析40-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 第四章 水熱法制備四氧化三鈷及其電化學(xué)性能研究45-53
• 4.1 引言45-46
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分46-47
• 4.2.1 樣品的制備46
• 4.2.2 樣品的測(cè)試46-47
• 4.3 結(jié)果與討論47-51
• 4.3.1 pH對(duì)Co_3O_4形貌的影響47-48
• 4.3.2 Co_3O_4的形成機(jī)理48-49
• 4.3.3 電化學(xué)性能分析49-51
• 4.4 本章小結(jié)51-53
• 第五章 結(jié)論與展望53-55
• 5.1 結(jié)論53
• 5.2 展望53-55
• 參考文獻(xiàn)55-61
• 致謝61-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果62-63

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 徐志軍,初瑞清,李國(guó)榮,殷慶瑞;噴霧熱分解合成技術(shù)及其在材料研究中的應(yīng)用[J];無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào);2004年06期

2 王海北,蔣開(kāi)喜,王玉芳,張邦勝,劉三平;四氧化三鈷合成新技術(shù)研究[J];礦冶;2004年02期

3 蔡振平;鋰離子蓄電池負(fù)極材料Co_3O_4的制備及性能[J];電源技術(shù);2003年04期

4 曹全喜，周曉華，蔡式東，徐毓龍，牛蘇彥;Co_3O_4在壓敏陶瓷中的作用和影響[J];壓電與聲光;1996年04期

5 惠春;徐愛(ài)蘭;鄭家范;;水熱合成法及其應(yīng)用[J];陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào);1994年01期

  本文關(guān)鍵詞：不同形貌四氧化三鈷顆粒的制備及其電化學(xué)性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：366716