原位生長法用于高性能銅-鎳基微納米材料的可控合成.pdf

1、隨著現(xiàn)代經(jīng)濟和生活的快速發(fā)展，日益短缺的能源和汽車尾氣、工業(yè)廢水的排放造成的環(huán)境污染問題已引起全球人們的廣泛關(guān)注。為此，廣大科學(xué)研究者們致力于開發(fā)新材料以解決能源危機和環(huán)境問題。合成具有優(yōu)異性能的新材料對解決當(dāng)前的兩大危機具有重要的意義。材料的結(jié)構(gòu)和組成決定了材料最終的性能，但如何設(shè)計出具有特殊結(jié)構(gòu)和最佳組成的新材料成為了研究者們目前需要解決的重大問題。銅基、鎳基化合物都是重要的半導(dǎo)體材料，廣泛應(yīng)用于催化和電化學(xué)方面，在能量儲存轉(zhuǎn)換及環(huán)

2、保方面具有很好的應(yīng)用前景。本文將設(shè)計一種簡單、溫和的合成方法構(gòu)筑具有三維分等級結(jié)構(gòu)和可控組成的新材料，以求達到制備最佳性能的材料的目的，為解決能源及環(huán)境問題做貢獻，同時也為有效合成其它高性能的材料提供了一種新思路。
　　1.通過連續(xù)反應(yīng)構(gòu)筑三維分等級枝狀結(jié)構(gòu)的CuS納米片及其在染料降解方面的應(yīng)用。實驗以犧牲泡沫銅模板法，采用簡便的原位連續(xù)反應(yīng)，在溫和的溶劑熱條件下，實現(xiàn)了CuS納米片由二維到三維分等級結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，有效地控制了CuS

3、納米片的生長方向。將其應(yīng)用在染料降解方面，在暗箱中降解有機染料亞甲基藍（MB）時，三維分等級枝狀結(jié)構(gòu)的CuS展現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能。在此基礎(chǔ)上，將三維分等級枝狀結(jié)構(gòu)的Cu@CuS與Cu(NO3)2?6H2O進行同種元素之間的置換，合成了CuS@Cu9S5，離子之間的置換表明三維分等級枝狀結(jié)構(gòu)的Cu@CuS納米片可以吸收印染過程中產(chǎn)生的銅離子。本實驗證明了材料的結(jié)構(gòu)對性能會產(chǎn)生較大的影響，并對控制材料的生長方向提出了一種新思路。
　　

4、2.通過離子交換法合成了Ni1-xCoxMoO4電極材料，并將其應(yīng)用于高性能的非對稱超級電容器。首先以泡沫鎳為模板，通過水熱反應(yīng)制備出由納米片組成的三維分等級結(jié)構(gòu)的NiMoO4微米花，以此為前驅(qū)體，與過渡金屬鈷離子進行陽離子交換，設(shè)計合成多元金屬化合物，并進一步將這些置換后的產(chǎn)物用作超級電容器電極材料，將其組裝成非對稱超級電容器器件。在電化學(xué)測試過程中，CV曲線的面積表明置換后的產(chǎn)物具有較高的理論比容量。合成的Ni-Co鉬酸鹽不僅具有較