几种钼系氧化物的合成及性能研究

发布时间：2020-06-29 14:16

【摘要】：随着环境恶化、全球气候变暖等问题的出现,能源危机逐渐引起了人们的关注,可再生能源的开发、转化和存储成为了研究焦点。金属钼因其具有多种氧化态、电导率高、耐高温、耐腐蚀等优点而得到大量研究,此类研究极大地促进了钼系氧化物的发展,并发现钼系氧化物在诸多领域内存在巨大的应用潜力。例如:双钙钛矿钼氧化物因其在外加磁场中产生磁热效应而被视为磁制冷技术研究中的潜力材料;氧化钼、金属钼酸盐等钼系物质被视为超级电容器研究中的理想电极材料……在本论文中,主要选取钼系氧化物中的Sr_2FeMoO_6、Sr_(1.8)Eu_(0.13)Ba_(0.07)FeMoO_6、CoMoO_4和NiCoO_2/CoMoO_4材料为研究对象,采用高温固相反应法、水热反应法来制备样品。利用XRD、SEM等测试技术对所制备的目标材料的基本物理性质进行了分析。同时,利用磁学性质相关分析方法研究了Sr_2FeMoO_6与Sr_(1.8)Eu_(0.13)Ba_(0.07)FeMoO_6材料的磁学性质和磁热效应;利用水热法制备CoMoO_4和NiCoO_2/CoMoO_4材料,并用电化学分析技术(CV、GCD、EIS)研究了材料的电化学性能。论文的主要研究内容及成果如下:(1)利用高温固相反应法成功制备了Sr_2FeMoO_6和Sr_(1.8)Eu_(0.13)Ba_(0.07)FeMoO_6材料。其XRD分析结果显示,所制备样品均为单相目标样品,且Sr_(1.8)Eu_(0.13)Ba_(0.07)FeMoO_6化合物中的Fe/Mo有序度从Sr_2FeMoO_6的89.3%提高到了92.6%。随后对两个样品的磁学性质和磁热效应进行分析,结果得到Sr_(1.8)Eu_(0.13)Ba_(0.07)FeMoO_6的饱和磁矩和居里温度都比Sr_2FeMoO_6高。此外,Sr_(1.8)Eu_(0.13)Ba_(0.07)FeMoO_6的最大磁熵变值由Sr_2FeMoO_6的0.50J/kg?K上升至0.76 J/kg?K,发现Sr_(1.8)Eu_(0.13)Ba_(0.07)FeMoO_6具有更好的磁热效应。整体来说,Sr_2FeMoO_6和Sr_(1.8)Eu_(0.13)Ba_(0.07)FeMoO_6都具有较高的磁热效应,在磁制冷技术领域有较大的应用潜力。(2)利用水热反应法成功制备了CoMoO_4样品CMO-1,CMO-4,CMO-8,CMO-12和CMO-24,通过电化学分析方法研究了不同反应时间对CoMoO_4样品电化学性能的影响。电化学分析的结果表明,不管是在相同的扫描速率下还是在相同电流密度下,都能得到CMO-12的比电容比另外四个电极要大,并且电化学阻抗谱分析得到CMO-12体系的阻值最小。说明12小时是CoMoO_4样品制备的最佳反应时间,CMO-12的导电性更好,其电化学性能最优。(3)利用水热法制备了不同反应时间下的NiCoO_2样品NCO-4,NCO-8,NCO-12和NCO-24,经电化学分析方法得出NCO-12具有最优电化学性能。再利用水热法将NCO-12复合到CoMoO_4中得到NiCoO_2/CoMoO_4复合材料,并在浓度为1 mol/L、2mol/L和4mol/L的KOH电解液中研究该复合材料的电化学性能。结果显示,NiCoO_2/CoMoO_4复合材料的电化学性能优于CoMoO_4材料。这说明NiCoO_2材料的加入,有效地改善了CoMoO_4材料的电化学性能。因此,通过将两种材料复合来提高电极材料的电化学性能的方法是切实可行的。
【学位授予单位】：河南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O611.62
【图文】：

/电解质之间形成界面双电层，在界面，外加电场的作用使电极体系中的电荷图 1-1 双电层电容器的工作原理图1 The working principle diagram of double-layer

水热法制备电极材料的合成示意图

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本文编号：2733967