層級多孔Ni(OH)2微納米結構的可控制備及其電化學性能研究.pdf

1、納米材料的物理和化學性質依賴于材料的形貌和尺寸,所以納米材料的可控制備是納米科技發(fā)展的重要組成部分,是研究納米材料性質及其應用的基礎。本文較為系統(tǒng)地研究了氫氧化鎳微/納米結構材料的制備及其有效的調控因素,包括水熱法制備層級多孔β-Ni(OH)2和NiO納米球,介孔α-Ni(OH)2和Ni(OH)2/石墨烯復合材料,深入考察了反應條件對材料結構形貌及其電化學性質的影響,并對合成機理進行了探討。本研究主要內容包括：
　　⑴水熱法制備層

2、級多孔β-Ni(OH)2和NiO納米球。通過簡單的水熱合成法制備出了均一的β-Ni(OH)2和NiO層級花狀納米球結構。通過XRD、SEM、TEM和N2吸脫附測量等表征手段研究了氨水和檸檬酸根對產(chǎn)物結構和形貌的影響。結果表明,氨水對產(chǎn)物由納米片組裝成花狀球起著至關重要的作用。而加入檸檬酸鈉可以顯著的減小花狀球的粒徑,加大比表面積?；趯嶒灲Y果,一個可能的形成機制可以用來理解這種生長過程。加入檸檬酸鈉制備的β-Ni(OH)2和NiO由于具

3、有多孔結構和高比表面積而顯示出了良好的電容性質,意味著可控制備層級納米結構對其應用的重要性。
　?、朴袡C酸對α-Ni(OH)2結構及電化學性能的影響。以Ni(NO3)2為鎳源,尿素為沉淀劑,制備了具有高比表面的α-Ni(OH)2楊梅狀納米結構,并且探討了5種有機酸對產(chǎn)物結構形貌及電化學性能的影響。5種有機酸具體包括:順丁烯二酸、氫基乙酸、磺基水楊酸、草酸和樟腦磺酸。結果發(fā)現(xiàn):低濃度時,這5種有機酸對產(chǎn)物的形貌影響不大,但是均能提高

4、產(chǎn)物的比表面和電容性質,而且隨著加入量的增大,對比表面、孔徑和電容性能的影響不盡相同。
　　⑶Ni(OH)2/石墨烯復合材料的制備。采用改進的Htummer法制備了氧化石墨烯,之后以尿素為沉淀劑、水合肼為還原劑,在水熱條件下制備了Ni(OH)2/RGO復合物。經(jīng)TEM、XRD、EDS能譜等表征方法對氧化石墨烯和復合物進行了表征,結果表明:所制備的氧化石墨烯層間距增大至0.86nm,呈現(xiàn)單層片狀結構,氧化程度較高;在Ni(OH)2/