氧化物(氢氧化物)纳米(微米)晶的制备与表征

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本文采用液相法成功制备了层次结构的α-Ni(OH)2微球、ZnO纳米粒子和由ZnO纳米片组成的花状微球、MnO2纳米粒子和纳米片。1.NiSO4·6H2O和尿素反应,在双亲聚合物存在的条件下,在150℃进行水热反应2.5h制备浅绿色Ni(OH)2样品。用扫描电子显微镜对α-Ni(OH)2的形貌和微结构进行表征,结果表明,α-Ni(OH)2主要为层次结构的微球结构,所得微球较为均匀,分散性较好,微球直径为1-3μm,微球表面是由厚度约为10-50 nm的α-Ni(OH)2片状结构自组装而成的。详细考察了各种实验条件对产物微观形态的影响,实验结果表明,在适当的反应温度和反应时间下,通过控制Ni2+浓度和沉淀剂尿素的浓度来调节α-Ni(OH)2的结晶速度,可以形成不同层次结构的α-Ni(OH)2微球。以同样反应物在乙二醇/水混合溶剂中采用回流法制备层次结构的α-Ni(OH)2微球。用扫描电子显微镜对α-Ni(OH)2的形貌和微结构进行表征,结果表明,产物主要是微球状α-Ni(OH)2,直径约1μm,每个小球都是由许许多多的薄片状Ni(OH)2纳米晶插在一起组成的,薄片的厚度约10nm。通过测试α-Ni(OH)2样品的吸附-解析曲线得出水热法制备的α-Ni(OH)2的比表面积为157.27 m2·g-1,乙二醇/水体系回流制备的α-Ni(OH)2的比表面积为31.29m2·g-1。以三种不同的溶液作为电解液,采用循环伏安法测试α-Ni(OH)2的电化学性质,结果表明,水热法制备的α-Ni(OH)2在1 mol·1-1KOH溶液中,扫描范围为0-0.6 V时,得到的循环伏安曲线最好,具有较好的充放电性能。2.以Zn(NO32和NaOH为反应物,在双亲聚合物存在的条件下,在乙二醇/水混合溶剂中120℃回流2.5 h制备ZnO纳米粒子和花状微球。用扫描电子显微镜对ZnO的形貌和微结构进行表征,结果表明,产物主要是直径约30 nm的ZnO粒子,样品中混有少量厚度约为10 nm,长度为80-120 nm的ZnO纳米片,以及由这些ZnO纳米片组装而成的直径约为1μm的花状微球。3.KMnO4和MnSO4反应,在各种双亲聚合物存在的条件下,在乙二醇/水混合溶剂中140℃回流2.5 h制备MnO2纳米粒子和纳米片。用透射电子显微镜对MnO2的形貌和微结构进行表征,结果表明,产物主要是直径约为10 nm的MnO2纳米粒子,长约为100 nm、宽约为80 nm的纳米片。通过测试MnO2的吸附-解析曲线得出乙二醇/水体系回流制备的MnO2的比表面积为49.48 m2·g-1。此外,还采用水热法,MnSO4和NaOH反应制备MnO2纳米片,大小约为50nm。
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