復合金屬氧化物納米陣列的構筑及其性能研究.pdf

1、隨著納米科學技術的發展，納米陣列材料得到了廣泛的關注。由于具有諸多的結構優勢（特定的暴露晶面、尺寸可調、與基底粘結性好等），納米陣列材料在場發射材料、表界面材料、電化學電極、多相催化劑、傳感器等領域有著重要的應用。其中，基于復合過渡金屬氧化物的納米陣列，具有價格低廉、性質穩定、結構優越等特點，并且由于協同作用的存在，其往往表現出與相應單體氧化物不同的理化性能，從而具有重要的研究和應用價值。
　　本論文中通過液相化學沉積法對不同復合

2、過渡金屬氧化物納米陣列進行可控合成，研究了它們的生長過程和催化及電化學性能。該研究為揭示形貌調控和性能優化的關系提供了有價值的參考和依據。論文的主要研究內容如下:
　　1、利用一步水熱共沉積的方法成功合成了NiCoFe-LDH納米片陣列，以其作為前驅體通過煅燒過程得到NiCoFe尖晶石氧化物納米片陣列，其作為結構化催化劑對苯乙烯的選擇性氧化反應表現出很高的催化活性（轉化率72％，苯甲醛選擇性64％）。通過對比試驗證明，除了超薄多孔

3、納米片陣列具有較大的比表面積和結構穩定性之外，Co元素的摻雜對催化活性的提高起了重要作用，主要歸因于Co3+的摻雜為催化劑提供了更多的3+價活性位點。
　　2、發展了一步水熱法合成系列多級納米陣列的方法?；谙嚓P的實驗探究，我們提出了一種在堿性水熱條件下使過渡金屬離子共沉積形成多級納米陣列的方法。其主要基于以下三點:①當兩種過渡金屬離子在堿性水熱體系中沉積生成多級結構時，其氫氧化物Ksp較小者先沉積，Ksp較大者后沉積。②過渡金屬

4、離子在特定堿性體系下沉積形成的氫氧化物或堿式碳酸化合物具有確定的晶體類型和形貌特征。③晶格匹配的沉積物可以進行二級生長。通過查取金屬氫氧化物的相關數據，即可有目的性的合成相應的多級納米陣列。在該方法的指導下，我們成功合成了多種過渡金屬離子摻雜的多級納米陣列(Zn2+/Ni2+，Co2+/Ni2+，Mn2+/Ni2+，Mn2+/Zn2+等)，證明了該方法的有效性。
　　3、通過一步水熱法合成了ZnO/NiO復合金屬氧化物多級介孔納米

5、陣列，研究了其生長過程。證明了“Zn2+先沉積成柱，Ni2+后續沉積成片”的生長過程，其主要歸因于Zn(OH)2和Ni(OH)2在相應條件下的溶度積不同。通過調控Zn2+/Ni2+的投料比例，我們還得到了ZnO/NiO納米片和納米棒陣列。對三者進行電化學性能測試表明，ZnO/NiO復合金屬氧化物多級納米陣列表現出比另外兩種一維和二維陣列材料更加優異的超電容性能:放電電流密度為5 mA cm-2時，面積容量達到了6.23F·cm-2(15