氢氧化镍复合纳米材料的制备和电化学性能研究

发布时间：2017-03-23 02:14

  本文关键词：氢氧化镍复合纳米材料的制备和电化学性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：纳米材料因其优良的性能,已经在当今世界占有不可或缺的重要地位,在很多领域都有应用,纳米材料的发展同样促进了科技的发展。随着社会中电子产品的出现和更新换代,对产品电源性能的改良已渐渐成为电子领域的重要环节。纳米氢氧化镍作为电极的正极材料,有良好的电催化性能,基于现实中实际应用的推动作用,对氢氧化镍纳米材料的各方面的研究层出不穷。有专注于各种各样形貌制备的方法、有侧重于掺杂化合物提高性能的探索、也有只倾向于单纯的原理或机理的解释。不过无论研究哪些方面,都是为了提高纳米氢氧化镍的性能,挖掘材料的潜质,从而使其更好的服务于社会生产。 本文主要阐述了四个方面： 1.在文章的绪论部分首先简要概括了纳米材料的定义、分类、性质以及制备方法、现实应用、发展过程；然后介绍了纳米氢氧化镍材料的品型、性能、制备方法以及存在的缺点、待解决的问题、未来的发展趋势；接着阐述了传感器的概念、应用、分类等,并进一步介绍了研究中涉及到的化学修饰电极的方法；最后对本文的研究目标和研究内容进行了简要的陈述。 2.合成立方体形貌的氢氧化镍复合材料。在硝酸镍/硝酸铬混合溶液中,通过摸索加入特定范围的氢氧化钠的量后,会形成氢氧化镍/氢氧化铬的复合纳米产物的溶液,在同样条件下,单独的合成氢氧化镍或氢氧化铬,其颗粒均会团聚而产生沉淀。通过这种简单的方法制备的氢氧化镍复合纳米材料,分散效果较好且稳定,便于长久放置。通过对此材料制备的葡萄糖、硫醇传感器的研究知,材料中的氢氧化铬对氢氧化镍纳米颗粒起了很好的稳定作用且不影响氢氧化镍电化学性能的发挥。 3.搅拌法-制备球形氢氧化镍/金复合纳米薄膜。通过有机试剂三乙胺,与混合甲苯的硝酸镍/金溶液的化学反应,然后产物随着甲苯的蒸发,在液体的表面形成薄膜。通过SEM图片,可以观测到薄膜的两面(膜-气面和膜-液面)具有不同的表面形貌,膜-气面较为光滑一点,膜-液面可以观测到球状的纳米微粒。实验中分别用膜的两面制备了葡萄糖传感器,经研究发现膜-液面的具有更好的电催化性能。 4.静止法-制备花状的氢氧化镍/金复合纳米薄膜。本法只是简单的将甲苯稀释的三乙胺(微量)滴在含有硝酸镍和金纳米的混合溶液的表面,短时间后,待甲苯挥发完,就会在气/液界面发现氢氧化镍/金的复合薄膜,本法制备的薄膜,同样是接触气体的一面较为光滑,在接触液体的一面可以看到颗粒花状的微观形貌。分别用膜的两面制备半胱氨酸、多巴胺、抗坏血酸以及葡萄糖的传感器进行循环伏安特性比较,发现复合薄膜的两面在这些传感器中性能相差不大,但是在碱性的电介质中,膜接触液体的一面存在较大的电容。
【关键词】：氢氧化镍 复合纳米材料 形貌 电化学
【学位授予单位】：浙江师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：O614.813;TB383.1
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-8
• 目录8-12
• 1. 绪论12-26
• 1.1 纳米材料的简介12-18
• 1.1.1 纳米材料的基本概念12
• 1.1.2 纳米材料的分类12-13
• 1.1.3 纳米材料的特性13-15
• 1.1.3.1 小尺寸效应13-14
• 1.1.3.2 量子尺寸效应14
• 1.1.3.3 宏观量子隧道效应14
• 1.1.3.4 表面效应14-15
• 1.1.4 纳米材料的制备方法和应用15-18
• 1.1.4.1 液相法制备纳米材料15-18
• 1.1.5 纳米材料发展18
• 1.2 氢氧化镍18-21
• 1.2.1 氢氧化镍纳米材料的简介18-19
• 1.2.2 氢氧化镍纳米材料的制备方法19-20
• 1.2.2.1 液相沉淀转化法19-20
• 1.2.2.2 固相沉淀转化法20
• 1.2.2.3 水热法20
• 1.2.2.4 高效球磨法(HEBM)20
• 1.2.3 纳米氢氧化镍工艺中存在的问题及发展趋势20-21
• 1.3 传感器21-24
• 1.3.1 传感器的简介21-22
• 1.3.2 传感器的实际应用22
• 1.3.3 化学修饰电极22-24
• 1.3.3.1 化学修饰电极简介及方法22-23
• 1.3.3.2 纳米材料修饰电极23-24
• 1.4 本文的研究目的和研究内容24-26
• 2. 氢氧化镍和氢氧化铬复合纳米材料的制备及电化学性能26-40
• 2.1 引言26-27
• 2.2 实验部分27-29
• 2.2.1 实验试剂27
• 2.2.2 实验仪器27-28
• 2.2.3 实验方法28-29
• 2.2.3.1 制备Ni(OH)_2/Cr(OH)_3复合纳米材料28
• 2.2.3.2 Ni(OH)_2/Cr(OH)_3复合纳米材料修饰电极的制备28
• 2.2.3.3 实验步骤28-29
• 2.3 结果与讨论29-38
• 2.3.1 制备复合纳米材料的条件的选择29-30
• 2.3.2 SEM表征30-31
• 2.3.3 TEM表征31
• 2.3.4 XRD表征31-32
• 2.3.5 电化学表征32-38
• 2.3.5.0 Ni(OH)_2/Cr(OH)_3复合纳米材料典型的CV曲线32-33
• 2.3.5.1 Ni(OH)_2/Cr(OH)_3复合纳米材料对葡萄糖的响应33-36
• 2.3.5.2 Ni(OH)_2/Cr(OH)_3复合纳米材料对半胱氨酸的响应36-38
• 2.4 本章小结38-40
• 3. 搅拌法在液体表面制备氢氧化镍/金纳米薄膜并研究膜正反面的差别40-48
• 3.1 引言40-41
• 3.2 实验部分41-43
• 3.2.1 实验试剂41
• 3.2.2 实验仪器41-42
• 3.2.3 实验方法42-43
• 3.2.3.1 在溶液表面合成Ni(OH)_2/Au复合纳米薄膜42
• 3.2.3.2 电极的处理及搅拌法-Ni(OH)_2/Au纳米薄膜修饰电极的制备42
• 3.2.3.3 搅拌法-Ni(OH)_2/Au纳米薄膜的表征42-43
• 3.2.3.4 搅拌法-Ni(OH)_2/Au纳米薄膜成膜过程43
• 3.3 结果与讨论43-47
• 3.3.1 搅拌法-Ni(OH)_2/Au纳米薄膜的SEM表征43-45
• 3.3.2 搅拌法-Ni(OH)_2/Au纳米薄膜的紫外吸收和红外吸收光谱表征45-46
• 3.3.3 搅拌法-Ni(OH)_2/Au纳米薄膜两面的电化学表征46-47
• 3.4 本章小结47-48
• 4. 气/液界面组装花状的氢氧化镍/金复合纳米薄膜及对膜两面的研究48-60
• 4.1 引言48-49
• 4.2 实验部分49-50
• 4.2.1 实验试剂49
• 4.2.2 实验仪器49-50
• 4.2.3 实验方法50
• 4.2.3.1 气液界面自组装花状Ni(OH)_2/Au复合纳米薄膜50
• 4.2.3.2 制备Ni(OH)_2/Au复合纳米薄膜修饰的玻碳电极50
• 4.3 结果与讨论50-58
• 4.3.1 静止法-Ni(OH)_2/Au复合纳米薄膜的组装过程50-51
• 4.3.2 静止法-Ni(OH)_2/Au复合纳米薄膜两面的SEM表征51-53
• 4.3.3 静止法-Ni(OH)_2/Au复合纳米薄膜的红外光谱分析53-54
• 4.3.4 Ni(OH)_2/Au复合纳米薄膜的紫外可见光谱分析54-55
• 4.3.5 静止法-Ni(OH)_2/Au复合纳米薄膜的电化学性能研究55-58
• 4.4 本章小结58-60
• 参考文献60-68
• 致谢68-70
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果70-72

【参考文献】

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1 孙海峰;蒋文全;于丽敏;傅钟臻;郭荣贵;李涛;杨慧;;钴掺杂纳米花瓣状氢氧化镍的制备及其电化学性能研究[J];材料导报;2011年08期

2 李稳,姜长印,万春荣;纳米氢氧化镍的研究进展[J];电池;2004年06期

3 刘敏,韩恩山,朱令之,王缚鹏;氢氧化镍的制备及其电化学行为研究进展[J];电源技术;2002年03期

4 田周玲,矫庆泽,赵芸;氢氧化镍纳米棒的水热制备及其表征[J];高等学校化学学报;2005年08期

5 王大志;;纳米材料结构特征[J];功能材料;1993年04期

6 余海湖,姜德生;金纳米粒子自组装薄膜的光谱学研究[J];光谱学与光谱分析;2002年03期

7 张志岩;陈磊;;氢氧化镍纳米片的制备[J];河南化工;2010年23期

8 李新勇,李树本;纳米半导体研究进展[J];化学进展;1996年03期

9 赵力,周德瑞,张翠芬;纳米氢氧化镍的研制及其电化学性能[J];化学通报;2001年08期

10 张宗涛,赵斌,胡黎明,石庆红,袁留锁;化学还原法制备纳米级Ag粉高分子保护机理研究[J];化学学报;1996年04期

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本文编号：262705