一种新型高比电容多孔氧化镍纳米片的制备

通过简单的两步方法合成了一种新型结构的多孔氧化镍(NiO)纳米片,分别利用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨/投射电子显微镜(HR/TEM)对其晶体结构、形貌进行了表征,结果发现制备的NiO纳米片尺寸大约500nm,孔径大约30nm。此外,还对多孔NiO纳米片进行了电容性能测试,结果显示其比电容达到了326F/g,表明该多孔NiO纳米片具有较高的电容性能和潜在的应用价值。     

NiO的热分解制备及其电化学电容性质

以亚氨基二乙酸(IDA)为配位剂与Ni2+配位,经300℃热处理得到NiO.XRD、FT-IR、SEM以及TG研究表明,生成的配合物在热处理时首先生成单质,后随温度升高逐渐转化为纳米颗粒与纳米片结合的氧化物;循环伏安、恒电流充放电及循环寿命电化学测试表明,所得NiO电极在6 mol/L KOH电解液中具有较好的电化学电容特性和循环稳定性,1 A/g电流密度下的单电极比容量可达355.8 F/g.     

溶液法制备NiO纳米晶形貌和尺寸的调控

采用"一锅法"和"热注入法"合成NiO纳米晶,研究了如何通过前躯体的选择和温度变化来调控NiO纳米晶的形貌和尺寸。采用"一锅法"时,若前驱体选用硬脂酸镍可得到单分散较好的近球形NiO纳米晶(2～5nm),若前驱体为四水乙酸镍时则可得到NiO纳米花(15～20nm)。采用"热注入法"时,控制前驱体和注入反应温度,可得到枝状纳米晶(5～10nm)和近球状纳米晶(30～40nm)。这是由于前躯体、温度和合成方法等因子影响晶体的总表面能、原子迁移和表面反应,因此,改变这些因素可以调节不同晶面的相对生长速度,从而调控NiO纳米晶的形貌和尺寸。     

纳米NiO的制备及其赝电容特性研究

运用沉淀转化法制备Ni(OH)2超微粉末,并通过热处理得到纳米NiO.利用TEM,TG,XRD,循环伏安和恒流充放电测试对样品进行了分析和表征.结果表明,实验制备的NiO粒径为10nm左右, 在-0.05～0.35V(vs SCE)的电位范围内表现出典型的法拉第赝电容行为, 在电流密度为2mA*cm-2时, 其比容达到243F·g-1.     

NiO包覆Ni纳米颗粒的制备及其氧化特性研究

通过对直流电弧等离子体制备的Ni纳米颗粒钝化处理得到NiO包覆Ni纳米颗粒。并对试样的组成成分、形貌、晶体结构、粒度和氧化特性采用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和选区电子衍射(SAED)、热重和差示扫描量热分析仪(TGA/DSC)等手段进行分析。结果表明:经过表面钝化处理的NiO包覆Ni纳米颗粒具有明显的核-壳结构,内核为纳米Ni,外壳为NiO氧化物。颗粒呈球形,粒度均匀,分散性良好,粒径分布在20~70nm范围内,平均粒径为44nm,壳层氧化膜的厚度为5~8nm。壳核结构防止了纳米Ni颗粒的进一步氧化和团聚。     

三维石墨烯-氧化镍纳米晶复合膜的电容性能

本文首先采用高温化学气相沉积技术(CVD)在泡沫镍模板上生长三维石墨烯(3DG),然后利用化学浴沉积在石墨烯表面沉积碱式镍沉淀,氩气退火后得吸附氧化镍纳米片晶的石墨烯复合膜(3DG/NiO)。X-射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)光谱、场发射扫描电子显微镜(FESEM)表征表明:泡沫镍表面生长了致密的三维石墨烯膜,层与层之间呈现明显的堆垛方式;石墨烯膜表面吸附了大量的NiO纳米片状晶体,相邻的纳米晶相互连接形成多孔结构。循环伏安(CV)曲线研究表明:3DG/NiO膜可作为兼具双电层电容和赝电容性能的复合型电极材料。充放电曲线研究表明:3DG/NiO电极的稳定充、放电比电容处于350~400F·g-1之间,300次循环后仅衰减1.12%,库仑效率保持在95%以上。     

固相法合成纳米MgO和NiO的实验探究

以MgCl2.6H2O、NiSO4.6H2O和NaOH为原料,用固相法合成了MgO、NiO颗粒。研究了不同焙烧温度对纳米MgO晶化和粒径的影响以及不同的升温速率对纳米NiO粒径和结晶的影响。采用X射线衍射、透射电镜分析方法研究了样品的性能。结果表明,采用固相法可以制备分散均匀、平均粒径为45～70nm的MgO、5～10nm的NiO,均属于立方晶系,呈立方形形态;300℃时MgO微粒粒径最小,700℃时结晶最好;升温速率对NiO微粒的粒径和晶化过程有少许影响。     

纳米NiO/C复合电极电化学电容特性的研究

为满足高性能电化学电容器发展的需要,采用循环伏安法（CV）和电化学阻抗谱（EIS）研究了纳米NiO／C复合电极在KOH溶液中的电化学电容特性。这种纳米NiO／C复合电极材料是经热解柠檬酸镍凝胶制得的,由大约85％的纳米NiO和15％的纳米C组成,粉体的比表面积为181m^2／g,颗粒粒径〈30nm,微孔直径分布在4～10nm。结果表明,纳米NiO／C复合电极的比电容受KOH浓度和扫描速度的影响,高的电解质浓度和低的扫描速度有助于获得高的比电容。电极的电化学过程研究显示出法拉第反应和双电层特性,因而电极电容由法拉第准电容和双电层电容组成,电极比容量可达116．4F／g。由纳米NiO／C复合电极组成的电容器,其比能量达13．2kJ／kg,比功率达1．6kW／kg,且具有良好的循环稳定性。     

NiO/In2O3纳米复合材料的制备及气敏性能研究

采用水热法结合水浴法制备出了NiO/In2O3纳米复合材料,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)等对其微观形貌和晶相进行表征分析。表征结果表明,制备所得In2O3纳米微球直径为200~300 nm,其表面均匀包覆厚度约为20 nm的NiO纳米片。气敏测试结果表明,基于NiO/In2O3异质结纳米复合材料的气体传感器对甲醛的最佳工作温度为220℃;在最佳工作温度下,对浓度为1×10^-5的甲醛气体响应可达到20,响应/恢复时间分别为4 s/16 s,且具有较好的重复性和选择性。最后,对分级结构及p-n异质结对其气敏机理进行了探讨。     

NiO纳米晶的制备和电化学性能

用溶胶-凝胶(Sol-Gel)工艺制备纳米NiO粉体,研究了烧结温度对其结构和电化学性能的影响.结果表明,以醋酸镍、柠檬酸、乙二醇为原料通过酯化-络合过程合成的凝胶,在烧结过程中在430℃完全分解并逐渐形成NiO纳米晶;随着烧结温度的升高,纳米NiO粉体的结构趋于完善、品粒尺寸逐渐增大,其电化学循环性能逐渐提高;在600℃烧结2 h可得到平均粒径约为40 nm、呈球形的NiO纳米晶颗粒.NiO纳米晶的首次和第10次充放电比容量分别高达850 mAh/g和471 mAh/g,具有良好的容量保持率,明显优越于用固相法制备的NiO粉体.