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：
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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物結構和形貌的影響。結果表明,氨水對產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。結果發現:低濃度時,這5種有機酸對產物的形貌影響不大,但是均能提高

4、產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。
　?、荖i(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,呈現單層片狀結構,氧化程度較高;在Ni(OH)2/