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作为一种过渡金属氧化物半导体,Co3O4因其在CO低温催化氧化、锂离子电池、气敏等领域有着很好的应用前景而受到了广泛的关注。材料的性质与材料的结构、晶相、尺寸和形貌有着紧密联系。基于此,我们设计合成了具有高比表面积的海胆状结构的Co3O4,并研究了其光催化,储能特性。论文取得的主要研究结果如下。
1.水热法制备了尺寸分布在5-7μm,具有较大的比表面积和较高的孔隙率的海胆状Co3O4。不同退火温度条件下得到的纳米颗粒的尺寸不同,在350℃和500℃条件下退火得到的样品颗粒尺寸分别为15nm和35nm左右。
2.光催化实验表明,海胆状Co3O4对活性黑染料有较好的光催化效果。而且低温退火处理的样品的光催化性能优于高温退火处理的样品,主要是由于低温退火处理的样品的尺寸较小,具有较高的比表面积,与溶液的接触面积增大,利于光催化过程的进行。
3.电化学特性研究表明,相比于其他结构的Co3O4锂离子电池负极材料,海胆状Co3O4纳微结构具有更为优异的电化学性能。其首次放电比容量高达1369mAh/g,而且在循环20周期后,材料的放电比容量依然高达1204 mAh/g,体现出了较高的放电比容量以及较好的循环性能特性。