微纳米四氧化三钴的制备与应用

四氧化三钴是一种重要的功能材料,其立方尖晶石型结构和合适的禁带宽度等使其显示出优异的电化学及光催化性能,具有较为广阔的应用前景。本文主要对微纳米四氧化三钴的制备方法、形貌尺寸及应用进行了综述。     

Co3O4电化学电容电极材料的制备及性能研究

利用水热法,以硝酸钴为原料,分别以碳酸氢铵、六次甲基四胺为沉淀剂,制备了Co3O4。借助X射线衍射、扫描电子显微镜手段对样品进行表征。以六次甲基四胺为沉淀剂制得的Co3O4,在6 mol.L-1KOH水溶液中,电位窗口为0～0.4V内,通过循环伏安和恒流充放电测试,显示该材料制备的电极具有良好的电容行为。充放电流在为5 mA时,单电极的比容量达到239 F.g-1,是以碳酸氢铵为沉淀剂制得的Co3O4电极的1.57倍,说明以六次甲基四胺为沉淀剂制备的Co3O4具有较好的电化学电容性能。     

四氧化三钴/碳纳米管薄膜的水热合成及其储锂性能

以5-磺基水杨酸和戊二酸为螯合和氧化试剂,在水热条件下将硫酸钴氧化成纳米级Co₃O₄。以碳纳米管薄膜为载体将Co₃O₄颗粒紧密地附着在碳纳米管上使其填充入碳纳米管薄膜的空隙生成Co₃O₄/碳纳米管复合材料薄膜(Co₃O₄@CNTs),并研究其储锂性能。电化学测试结果表明,Co₃O₄@CNTs薄膜具有较高的放电比容量和优异的倍率性能,在0.2C倍率下初始放电比容量高达1712.5 mAh·g^-1,100圈循环后放电比容量为1128.9 mAh·g^-1的;在1C倍率下100圈循环后放电比容量仍然保持527.8 mAh·g^-1。Co₃O₄@CNTs薄膜优异的性能源于Co₃O₄与CNTs的协同作用。高分散性的Co₃O₄增大了活性材料与电解液之间的接触面积,CNTs有助于形成良好的导电网络提高电子电导率,进而提高了Co₃O₄负极材料的循环性能和倍率性能。     

四氧化三钴/石墨复合改性阳极对海底沉积物微生物燃料电池电化学性能的影响

首次将四氧化三钴/石墨(Co_3O_4/G)复合材料用于海底沉积物微生物燃料电池(MSMFCs)阳极改性,并对阳极电化学性能和电池性能进行研究。结果表明,Co3O4/G复合改性阳极表面的微生物附着数量是空白组的6.1倍;其氧化还原电化学活性和电容特性分别是空白组的16.2倍和31.0倍;交换电流密度达到1.366×10-3m A·cm-2,电子转移动力学活性是空白组的215.6倍,且其抗极化能力最强;电荷转移电阻降至空白组的2/5,并且双电层电容和生物膜电容均得到增加;其组成电池的功率密度为735.1 m W/m2,是空白组电池的4.6倍。机理分析表明,Co_3O_4和石墨的协同作用使复合改性阳极的电容性能和电子转移速率得到提高。     

纳米Fe3O4-还原氧化石墨烯复合修饰玻碳电极的制备及电化学检测多巴胺

通过电化学还原法制备纳米Fe₃O₄-还原氧化石墨烯复合修饰玻碳（Fe₃O₄-rGO/GCE）电极,用于多巴胺（DA）的检测。采用SEM、TEM和循环伏安对纳米Fe₃O₄-rGO复合材料进行表征。在pH为7.0的磷酸盐缓冲液（PBS）中,采用循环伏安法研究了DA在纳米Fe₃O₄-rGO/GC上的电化学行为。实验结果表明,较裸GC电极和rGO修饰（rGO/GC）电极,由于纳米Fe₃O₄与rGO的协同作用,纳米Fe₃O₄-rGO/GC显著增大了Fe₃O₄-rGO/GC复合材料电极电化学活性面积和氧化峰电流强度i_pa。DA的浓度在6.0×10^-8~2.0×10^-6 mol/L和2.0×10^-6~8.0×10^-5 mol/L范围内,与氧化峰电流强度i_pa呈良好的线性关系,检出限达4.0×10^-9 mol/L（信噪比S/N=3）。抗坏血酸和尿酸共存物几乎不干扰DA的测定,选择性高。Fe₃O₄-rGO/GC修饰电极用于盐酸DA注射液中的DA含量测定,获得结果较好,回收率为97.1%~103.9%。     

四氧化三铁纳米粉在水溶液中分散稳定性的研究

采用液相共沉淀法制备了Fe3O4粒子,选用柠檬酸铵、白蛋白、PEG200和柠檬酸等作为分散剂,对Fe3O4纳米粉体进行表面修饰和改性,研究了分散剂种类、添加量及粉体含量等对Fe3O4纳米粉稳定性的影响.研究结果表明,白蛋白和柠檬酸铵是水溶液中纳米粉体很好的分散剂;电解质柠檬酸铵作为分散剂时,溶液分散处理都能达到很好的稳定效果;用白蛋白分散时,最佳工艺条件为:纳米Fe3O4粉体含量为40mL标准溶液/100mL溶液,白蛋白添加量为1.6mL.最后采用HRTEM、FT-IR等对其结构和包裹性能进行表征,结果表明,纳米粒子表面包覆了柠檬酸铵,柠檬酸铵包覆的Fe3O4纳米粒子基本呈球形,单个晶粒粒径约为10nm,制得的磁性液体分散稳定效果很好.     

硫锌双修饰磁性Fe3 O 4的制备及对铀酰离子的吸附

纳米Fe3 O4作为典型的磁性吸附材料可应用于放射性废水处理,为进一步提高其吸附性能,本文通过Zn和S双修饰Fe3 O4制备出纳米磁性S-ZnFe2 O4,并通过SEM、XRD、EDS、FT-IR、Raman等手段对比表征了Fe3 O4及S-ZnFe2 O4的结构及形貌,研究了pH对其吸附铀酰离子(UO2+2)效果的影...     

氧化硅包裹四氧化三铁微球的制备及表征

在室温下,采用H2O2氧化Fe(OH)2悬浮液的方法制备得到了粒径23nm左右的磁性纳米粒子,经X射线衍射检测制备得到的是Fe3O4磁性纳米粒子,粒子的饱和磁化强度为59.05emu/g。先用硅烷偶联剂KH560修饰Fe3O4,提高粒子在乙醇溶液中的单分散性,在此基础上采用溶胶凝胶法通过TEOS水解制备得到分散性佳、尺寸均匀、粒径为25nm左右核壳结构的氧化硅包覆Fe3O4纳米粒子的磁微球。     

特殊形貌Co3O4纳米片的制备及其电化学性能

采用不添加任何表面活性剂的水热法,在适当反应温度和反应时间下制备出了直径尺寸大约为300nm左右,厚度约为30nm左右的六边形Co3O4纳米片.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)研究了产物的结构、组成及形貌,利用电化学工作站仪器测试了Co3O4的电化学性能.结果表明:制备的六边形Co3O4纳米片具备良好的电化学性能,单位比电容达到了110F/g,可以作为良好的超级电容器应用材料.     

Co3O4纳米线的模板合成及其电化学性能

以三甲基氯硅烷(TMCS)和氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)进行外内表面修饰的SBA-15为模板,Co(NO3)2·6H2O为原料,成功地合成了Co3O4纳米线.采用透射电子显微镜(TEM)、N2吸附-脱附、X-射线衍射(XRD)等多种手段对修饰后的SBA-15和Co3O4纳米线进行表征.结果证明:内外表面修饰后的SBA...     

酶-二维MXene复合材料的制备及其电化学检测H2O2的应用

本研究合成了具有垂直栅栏结构的二维MXene材料, 与辣根过氧化物酶进行固定, 构筑了过氧化氢电化学酶传感器。合成的MXene纳米栅栏具有大的比表面积, 优良的电子传导特性和在水溶液中的良好分散特性; 固定化在酶电极上的辣根过氧化物酶分子表现出了优良的过氧化氢催化效果。结果表明HRP@MXene/chitosan/GCE酶电化学传感器在过氧化氢浓度为5~1650 μmol/L范围内表现出很好的线性关系, 最低检测限为0.74 μmol/L, 且具有很好的操作稳定性, 该生物传感器被成功地应用于固态与液态食品中过氧化氢残留检测。     

Preparation of MnCo2O4 whiskers and spheroids through thermal decomposition of Mn1/3Co2/3C2O4 · 2H2O

The mixed oxalate Mn_1/3Co_2/3C₂O₄ · 2H₂O has been prepared in the form of whiskers 2–5 μm in diameter and up to 50 μm in length and spheroidal nanofiber arrays 20 μm in diameter using two different coprecipitation procedures. Thermal decomposition of this oxalate in air has led to the formation of MnCo₂O₄ particles very similar in morphology to their oxalate precursor. The materials have been characterized by chemical analysis, thermogravimetry, x-ray diffraction. IR spectroscopy, and scanning electron microscopy.     

Co3O4纳米线阵列@活性炭纤维复合材料的水热合成及电化学应用

以Co(NO₃)₂·6H₂O为钴源, NH₄F和尿素作为添加剂, 通过水热法在粘胶基活性炭纤维(ACF)的表面生长了Co₃O₄纳米线, 制备了Co₃O₄@ACF复合材料并进行了结构形貌表征及电化学性能测试。结果表明: 针状的Co₃O₄纳米线阵列均匀地垂直生长在活性炭纤维表面, 形成了丰富的介孔结构。通过改变Co(NO₃)₂·6H₂O的用量, 可以获得不同负载量的Co₃O₄@ACF复合材料。当Co₃O₄负载量为47wt%时, Co₃O₄@ACF复合材料在1 A/g电流密度下的比电容高达566.9 F/g, 几乎是纯Co₃O₄的2倍; 在15 A/g的电流密度下, 其比电容仍可达到393.3 F/g, 表现了较好的倍率特性; 经过5000次循环充放电后, 其比电容仍可保持84.2%, 展现了优良的循环稳定性。     

四氧化三钴纳米材料制备路线的研究进展

四氧化三钴(Co3 O4)作为一种重要的功能性材料,有着结构性质独特,材料性能好,经济效益高,稳定性强的优势,应用广泛.文章着重从Co3 O4结构性质、制备的方法路线方面展开综述,总结近年来Co3 O4材料的制备方法,为进一步深入研究和开发应用Co3 O4纳米材料提供借鉴参考.     

Fe_2O_3/ZnFe_2O_4/C复合材料的制备及其电化学性能

本文以葡萄糖作为碳源,采用溶剂热法进行原位碳包覆合成了Fe_2O_3/ZnFe_2O_4/C材料,研究了材料的结构及电化学性能。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、循环伏安扫描(CV)和恒流充放电技术对材料结构及电化学性能进行了表征。结果表明,采用此法合成的Fe_2O_3/ZnFe_2O_4/C复合材料呈现多孔结构,粒径约为250nm,经历40次循环后材料的可逆容量依然能保持在645.7mAh/g,较未包覆碳材料的电极提高了19.0%,其可逆容量和循环稳定性能得到了显著提升。     

NiCo2O4/Co3O4纳米材料的球磨法制备及电化学性能

通过高能球磨碳酸镍、碱式碳酸钴的方法制备了NiCo2O4/Co3O4复合材料.系统研究了原料质量比、球磨参数以及退火温度等对材料的微观形貌、结构、组份以及反应活化能和电化学性能的影响.结果表明,在碳酸镍和碱式碳酸钴质量比为2:8,球磨时间为48 h,退火温度为300℃条件下制得复合材料在电位范围0～0.45 V,电流密...     

花状结构三氧化二锑的制备及其在超级电容器 中的应用

通过溶液法制备了花状结构的Sb_2O_3(简称FL-Sb_2O_3)赝电容正极材料,研究了水浴温度对合成结果的影响,用水热法和煅烧法对材料进行了进一步处理。使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及电化学工作站等,对部分Sb_2O_3的形貌结构和性能进行了研究和测试。研究结果表明:水浴温度对材料形貌的形成有较大影响,其中水浴温度为30 ℃时得到的FL-Sb_2O_3形貌结构最佳,它拥有较高的比容量和电导率。在0.5 A/g的电流密度下,该材料的比容量达到580 F/g,且在5 A/g的电流密度下比容量为383 F/g,表明材料的倍率性能良好。在2 A/g的电流密度下经过2000次循环后,该材料的容量保持率为91.6%。。     

Dumbbell-like PtPd-Fe(3)O(4) Nanoparticles for Enhanced Electrochemical Detection of H(2)O(2)

Dumbbell-like Pt(x)Pd(100-x)-Fe(3)O(4) nanoparticles (NPs) were synthesized and studied for electrocatalytic reduction and sensing of H(2)O(2). In 0.1 M phosphate buffered saline (PBS) solution, the 4-10 nm Pt(x)Pd(100-x)-Fe(3)O(4) NPs showed the Pt/Pd composition-dependent catalysis with Pt(48)Pd(52)-Fe(3)O(4) NPs having the best activity. The Pt(48)Pd(52)-Fe(3)O(4) NPs were tested for H(2)O(2) detection, and their H(2)O(2) detection limit reached 5 nM, which was suitable for monitoring H(2)O(2) generated from Raw 264.7 cells. These dumbbell-like PtPd-Fe(3)O(4) NPs are the most sensitive probe ever reported and can be used to achieve real-time quantitative detection of H(2)O(2) in biological environment for biological and biomedical applications.     

SOM法从Co_3O_4制备金属Co

金属Co因其特殊的物理化学性质而被广泛研究及应用。利用固体透氧膜(solid oxygen ionic membrane,简称SOM)法对Co3O4直接电解制备金属Co进行了研究,并考察了压片压力、烧结温度以及电解时间对实验的影响。结果表明,压片压力越大,烧结温度越高,阴极片孔隙率越小。同时随着压片压力的增大,电解产物中Co颗粒尺寸减小。2 g的Co3O4粉末经过10MPa压制成型并于900℃下烧结4 h后,在1 000℃下经4 V的电压电解2 h即可得到纯的金属Co。