鋅鈷氧體系的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、尖晶石結(jié)構(gòu)金屬氧化物以低廉的價(jià)格、優(yōu)秀的導(dǎo)電性能和活潑的電化學(xué)性能成為能源領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本文主要研究了尖晶石結(jié)構(gòu)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(shù)確定其尖晶石結(jié)構(gòu)，場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡觀測(cè)發(fā)現(xiàn)其粒徑約在100～300nm范圍內(nèi)。通過電化學(xué)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)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(huán)3000次后電容值下降到80.6％。通過線性掃描技術(shù)計(jì)算發(fā)現(xiàn)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(duì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：摻雜鎳后的材料仍然為尖晶石結(jié)構(gòu)，但是表面形貌都發(fā)生了細(xì)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(wěn)定性逐漸減小。各電極都表現(xiàn)出對(duì)氧催化還原的活性。采用NiCo2O4為催化材料時(shí)，氧氣直接通過四電子反應(yīng)步驟還原，而其他材料表現(xiàn)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(duì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：摻雜