钴基空心纳米复合材料的制备、表征及应用

发布时间：2020-02-14 18:18

【摘要】：功能化空心结构凭借其独特结构优势及优良性能而受到广泛关注。钴基化合物纳米材料,因为具有高效可逆的氧化还原反应性能、高的理论电容值及优异的催化性能,已作为一类高效且持久的纳米材料受到研究者们的深入探索。本文采用不同方法设计制备出具有功能化空心结构的钴基纳米材料,并将其用作超级电容器电极材料和气敏材料,系统开展了钴基材料在超级电容器和气敏检测上的性能研究,同时探讨了功能化空心结构在能源和环境领域中应用的可能性。通过使用简单的一步水热合成法,成功制得具有功能化空心结构的层状钴镍硅酸盐复合纳米材料。通过控制不同的水热反应时间,实现了功能化核壳到空心结构的可控转变；进行了超级电容器性能测试,分析不同煅烧温度对功能化结构及电容器性能的影响。制得的钴镍硅酸盐表现出良好的超级电容器性能,并具有非常优异的循环稳定性,600℃煅烧后的样品,在20A/g的高电流密度下,10000和20000个循环后仍有99.3%和95%的电容保留值。该工作为设计制备具有优异稳定性的超级电容器电极材料提供了新的方法,也促进了功能化空心结构金属硅酸盐在先进超级电容器材料领域的发展。以MOF (ZIF-67)为模板,采用简单的加热回流方法,成功制得一种功能化空心结构Co3O4/CeO2纳米复合材料。通过调节Ce(NO3)2含量,实现了Co3O4/CeO2由功能化核壳到空心结构的可控转变；CO气敏传感性能检测结果发现空心结构Co3O4/CeO2复合纳米材料表现出优异的传感性能、快速的响应时间(14 s)和较低的检测限(50 ppb)。结果表明功能化空心结构因为其提供更多活性位点的优势而在传感性能方面中具有重要作用。成果为制备具有高气相传感性能的空心材料复合物提供了一种简单有效的方法。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB33

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本文编号：2579574