鋅鈷氧體系的制備及其電化學性能研究.pdf

1、尖晶石結構金屬氧化物以低廉的價格、優秀的導電性能和活潑的電化學性能成為能源領域研究的熱點。本文主要研究了尖晶石結構鋅鈷氧體系氧化物的電容和氧催化還原性能。
　　通過尿素水熱合成的方法成功制備出鈷酸鋅，利用X射線衍射技術確定其尖晶石結構，場發射掃描電鏡觀測發現其粒徑約在100～300nm范圍內。通過電化學測試，發現制備的電極在1、2、5和10A g-1的電流密度下，電容分別為705.4、647.0、561.2和550.0F g-1，

2、循環3000次后電容值下降到80.6％。通過線性掃描技術計算發現鈷酸鋅電極為二電子催化過程，放電20000s后，電流密度降為起始電流密度的70.5%。
　　為了觀察鎳取代鋅對鈷酸鋅性能的影響，在制備過程中控制鋅和鎳的比例，分別制備出Zn1-xNixCo2O4（x=0、0.2、0.4、0.6、0.8和1）粉體，實驗結果表明：摻雜鎳后的材料仍然為尖晶石結構，但是表面形貌都發生了細微變化。隨著鎳含量的增加，在1A g-1的電流密度下，比

3、電容由705.4F g-1（x=0）下降到685.8F g-1（x=0.2），隨后又上升到1165.0F g-1（x=1），電極穩定性逐漸減小。各電極都表現出對氧催化還原的活性。采用NiCo2O4為催化材料時，氧氣直接通過四電子反應步驟還原，而其他材料表現出二電子與四電子混合步驟。
　　采用相似的方法研究摻雜錳對鈷酸鋅性能的影響，制備出Zn1-xMnxCo2O4（x=0、0.2、0.4、0.6、0.8和1）粉體，實驗結果表明：摻雜