鈷及四氧化三鈷的制備、表征及相關(guān)性能研究.pdf

1、近年來(lái)，研究者們致力于研究寬頻率、高吸收、低密度電磁波吸收材料的合成，由納米尺度的粒子組成的單分散的空心多孔球狀結(jié)構(gòu)，因?yàn)閳F(tuán)聚少、比表面積大，所以在光催化、藥物傳遞、鋰離子電池、氣敏傳感器、磁性材料和光學(xué)材料等多個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。Co作為一種重要的磁性材料，因其具有較高的飽和磁化強(qiáng)度和較大的各向異性場(chǎng)，使其在高頻波段實(shí)現(xiàn)電磁波吸收成為可能，因此，探索簡(jiǎn)單易行的合成空心多孔鈷磁性材料的方法便具有十分重要的意義。
　　同時(shí)，在眾多過(guò)渡

2、金屬氧化物中，Co3O4材料是一種重要的半導(dǎo)體功能材料，它具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)和特定的磁學(xué)性能，因此在超級(jí)電容器、催化劑、氣敏傳感器、鋰離子電池等許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。Co3O4的理論容量較高，為890mAhg-1，所以探索簡(jiǎn)單易行的合成比容量較高的Co3O4鋰離子電池負(fù)極材料的方法也受到了特別的關(guān)注。
　　本論文旨在探索成本低廉、簡(jiǎn)單易行的空心多孔球狀Co電磁波吸收材料以及多孔的花狀和球狀Co3O4鋰離子電池負(fù)極材料的有效制備方

3、法和相關(guān)性能，開(kāi)展的主要工作如下:
　　(1)通過(guò)一種簡(jiǎn)單的溶劑熱合成法和化學(xué)還原過(guò)程，得到了多孔空心球狀鈷粉末材料。經(jīng)過(guò)表征，球表面的孔徑尺寸約為2-4um，空心球殼的厚度約為150nm。空心球由大量的直徑約為80-150nm的顆粒組成，且顆粒間存在大量尺寸為幾十納米的孔。磁性測(cè)試表明該結(jié)構(gòu)具有高的飽和磁化強(qiáng)度(Ms為163.0emug-1)和矯頑力（Hcj為307.9Oe）。多孔空心球狀鈷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％和60％的鈷-環(huán)氧樹(shù)

4、脂復(fù)合材料吸波劑分別在11.3-18.0GHz和4.0-12GHz頻率范圍內(nèi)表現(xiàn)出高效的電磁波吸收特性(即RL＜-20dB)，且吸收厚度小，分別為1.4-2.0mm和1.4-4.0mm。與其他結(jié)構(gòu)的鈷相比，空心多孔球狀結(jié)構(gòu)與自由空間有更好的阻抗匹配，因而表現(xiàn)出更高的電磁波吸收性能。
　　(2)我們用一種簡(jiǎn)單的溶劑熱合成法和煅燒過(guò)程，得到了多孔的花狀結(jié)構(gòu)和球狀結(jié)構(gòu)的Co3O4。經(jīng)過(guò)掃描電子顯微鏡、高分辨透射電子顯微鏡及比表面積和孔隙

5、分析儀的表征可知，單個(gè)花狀的Co3O4的尺寸約為4-5um，組成該花狀Co3O4的薄片由大小為納米級(jí)別的顆粒組成，且顆粒間存在大量的孔;單個(gè)Co3O4球的尺寸約為1-4um，Co3O4球由一系列的納米級(jí)別的片或者短棒組成，且顆粒間存在一定量的孔。電化學(xué)性能測(cè)試的結(jié)果表明不同溫度煅燒得到的花狀Co3O4的電化學(xué)性能不同，較高溫度得到的多孔Co3O4花狀結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出較好的鋰離子電池循環(huán)性能，多次循環(huán)后容量穩(wěn)定在1200mAhg-1左右;不同溫