钴镍的氢氧化物性质

镍钴氢氧化物的制备及其电化学性能安露露㊀米㊀杰∗(太原理工大学ꎬ煤科学与技术国家重点实验室㊀太原０３００２４)摘㊀要㊀采用化学共沉淀法成功制备了片状镍钴氢氧化物ꎬ并探究了不同镍钴物质的量比对样品形貌及电化学性能的影响ꎮ通过Ｘ射线衍射(ＸＲＤ)㊁扫描电子显微镜(ＳＥＭ)㊁Ｘ射线光电子能谱仪(ＸＰＳ)及比表面积孔径分析仪(ＢＥＴ)对样品的结构㊁形貌进行了表征ꎬ并利用循环伏安法㊁恒电流充放电法等对其电化学性能进行了分析ꎮ结果表明ꎬｎ(Ｎｉ)ʒｎ(Ｃｏ)＝４ʒ１的样品直接用作电极材料时ꎬ具有最好的电化学性能:在０ ５Ａ/ｇ的电流密度下拥有１８５２Ｆ/ｇ的高比容量ꎻ电流密度增大２０倍时ꎬ仍拥有１３３０Ｆ/ｇ的高比容量ꎮ以镍钴氢氧化物为正极ꎬ活性炭为负极组装的非对称式超级电容器在３４６Ｗ/ｋｇ的功率密度下ꎬ能量密度达５２Ｗｈ/ｋｇꎬ在循环１００００圈之后电容保持率为９２％ꎮ优异的电化学性能表明ꎬ片状镍钴氢氧化物是很有应用潜力的电极材料之一ꎮ关键词㊀镍钴氢氧化物ꎻ超级电容器ꎻ循环稳定性中图分类号:Ｏ６４６ꎻＴＢ３１㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:１０００￣０５１８(２０２０)０５￣０５７９￣０８ＤＯＩ:１０.１１９４４/ｊ.ｉｓｓｎ.１０００￣０５１８.２０２０.０５.１９０３１５２０１９￣１１￣２５收稿ꎬ２０２０￣０１￣１７修回ꎬ２０２０￣０３￣１１接受山西省重大科技专项(ＭＣ２０１５￣０４)资助通讯联系人:米杰ꎬ教授ꎻＴｅｌ:０３５１￣６０１８０８０ꎻＥ￣ｍａｉｌ:ｍｉｊｉｅ１１１＠１６３.ｃｏｍꎻ研究方向:电化学超级电容器因具有高的功率密度ꎬ长的循环寿命和较快的充放电速率等优势ꎬ已广泛应用于混合动力汽车ꎬ可穿戴电子设备等[１￣２]ꎮ然而ꎬ较低的能量密度仍是超级电容器面临的一个重大挑战[３]ꎮ因此ꎬ开发高能量密度ꎬ高比容量及循环性能良好的电极材料势在必行ꎮ现如今ꎬ过渡金属氧化物ꎬ氢氧化物电极材料因拥有高的比容量引起了极大关注[４￣５]ꎮ其中ꎬＮｉ(ＯＨ)２在理论上具有高的比容量ꎬ约３７５０Ｆ/ｇ[６]ꎻ而Ｃｏ(ＯＨ)２比Ｎｉ(ＯＨ)２具有更好的导电性ꎮ为得到导电性更好ꎬ比容量更高的双金属氢氧化物ꎬ将钴掺入到氢氧化镍中得到镍钴氢氧化物ꎮ且双金属氢氧化物具有优异的离子交换能力ꎬ丰富的氧化还原反应及可调的化学组成等优势[７￣９]ꎮ这些优势使得镍钴双金属氢氧化物成为极具发展潜力的电极材料ꎮ当前ꎬ为提高镍钴氢氧化物的比容量ꎬ科研人员采用不同的方法进行了制备ꎮＫｕｌｋａｒｎｉ等[１０]采用电沉积法制备了Ｃｏ１－ｘＮｉｘＬＤＨｓ薄膜ꎬ作为电极材料时具有１２１３Ｆ/ｇ的比容量ꎬ在循环了１００００圈之后ꎬ容量保持率为７７％ꎮ苟建霞等[４]通过溶剂热法制备了花状镍钴氢氧化物ꎬ在１Ａ/ｇ的电流密度下其比容量能达到１６９８Ｆ/ｇꎮ但是镍钴氢氧化物的电化学性能还未满足高性能储能设备的要求ꎮ本文采用了制备工艺简单㊁条件易于控制及合成周期短的化学共沉淀法ꎬ制备了较均匀的镍钴双金属氢氧化物ꎮ其直接用作电极材料时ꎬ拥有１８５２Ｆ/ｇ的高比电容ꎮ以镍钴氢氧化物为正极ꎬ活性炭(ＡＣ)为负极组装的非对称式超级电容器(ＮｉＣｏ￣ＬＤＨ//ＡＣ)在３４６Ｗ/ｋｇ的功率密度下ꎬ能量密度高达５２Ｗｈ/ｋｇꎬ在循环１００００圈之后电容保持率为９２％ꎮ优异的电化学性能表明ꎬ片状镍钴氢氧化物是极具前景的电极材料之一ꎮ１㊀实验部分１.１㊀仪器和试剂ＭＡＩＡ３ＬＭＨ型扫描电子显微镜(ＳＥＭꎬ捷克ＴＥＳＣＡＮ公司)ꎻＤ/ＭＡＸ２５００型Ｘ射线衍射仪(ＸＲＤꎬ日本Ｒｉｇａｋｕ公司)ꎻＥｓｃａｌａｂＸｉ型的Ｘ射线光电子能谱仪(ＸＰＳꎬ英国赛默飞公司)ꎻＪＷ￣ＢＫ１２２Ｗ型比表面及孔径分析仪(ＢＥＴꎬ北京精微高博公司)ꎮ六水合氯化镍(ＮｉＣｌ２ ６Ｈ２Ｏꎬ上海阿拉丁生化科技股份有限公司)ꎬ六水合氯化钴(ＣｏＣｌ２ ６Ｈ２Ｏꎬ天津光复科技发展有限公司)ꎬ氨水(ＮＨ３ Ｈ２Ｏꎬ天津市科密欧化学试剂有限公司)ꎬ上述试剂均为分析纯ꎮ第３７卷第５期应用化学Ｖｏｌ.３７Ｉｓｓ.５２０２０年５月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＰＰＬＩＥＤＣＨＥＭＩＳＴＲＹ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｍａｙ２０２００８５应用化学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３７卷㊀１.２㊀样品制备将一定量ｎ(Ｎｉ)ʒｎ(Ｃｏ)＝１ʒ１㊁２ʒ１㊁４ʒ１和１ʒ０的氯化镍㊁氯化钴分散在蒸馏水中得到均匀混合溶液ꎬ然后转移至５０ħ的水浴锅中ꎬ边搅拌边逐滴加入０ ２５ｍｏｌ/Ｌ的氨水ꎬ调节ｐＨ＝７ ５后ꎬ静置６ｈꎻ自然冷却至室温ꎬ通过真空抽滤㊁６０ħ烘干得到样品产物ꎮ１.３㊀电化学性能测试将样品与乙炔黑㊁粘结剂按质量比８ʒ１ʒ１混合ꎬ均匀涂覆在泡沫镍上ꎬ烘干备用ꎮ采用制备的泡沫镍电极为工作电极ꎬ铂电极为对电极ꎬ汞/氧化汞为参比电极的传统三电极体系ꎬ在２ｍｏｌ/Ｌ的ＫＯＨ电解液中进行循环伏安(ＣＶ)测试ꎬ恒电流充放电(ＧＣＤ)测试和电化学阻抗谱(ＥＩＳ)测试ꎮ以活性炭为负极ꎬ所制备样品为正极组装非对称式超级电容器ꎬ进行ＣＶꎬＧＣＤ测试和循环性能测试ꎮ１.４㊀电化学测试过程中的数据计算１.４.１㊀电极比容量的计算用质量比容量来衡量活性材料的电化学性能ꎬ计算公式如式(１)所示:Ｃ＝ＩΔｔ/ｍΔＶ(１)式中ꎬＣ(Ｆ/ｇ)为质量比容量ꎬＩ(Ａ)和ｍ(ｇ)分别代表充放电电流和活性物质的质量ꎬΔｔ(ｓ)和ΔＶ(Ｖ)分别代表放电时间和电势窗口ꎮ１.４.２㊀非对称式超级电容器正负极活性材料质量比的计算以制备的活性材料为正极ꎬ活性炭为负极组装了非对称式超级电容器ꎬ为获得理想的电容器性能ꎬ两个电极片上的电荷量(Ｑ)应平衡ꎬ根据式(２)确定正负极之间活性材料的最佳质量比:ｍ＋ˑＣ＋ˑΔＶ＋＝ｍ－ˑＣ－ˑΔＶ－(２)式(２)中ꎬｍ＋和ｍ－(ｇ)代表正负极活性材料的质量ꎬＣ＋和Ｃ－(Ｆ/ｇ)代表正负极的比容量ꎬΔＶ＋和ΔＶ－(Ｖ)代表正负极的电势窗口ꎮ１.４.３㊀非对称式超级电容器能量密度和功率密度的计算为了评价非对称式超级电容器的实际应用情况ꎬ需要对电容器的能量密度和功率密度进行计算ꎮ计算公式如式(３)和(４)所示:Ｅ＝ＣＶ２/７.２(３)Ｐ＝３.６ˑＥ/Δｔ(４)式中ꎬＥ(Ｗｈ/ｋｇ)表示电容器的能量密度和Ｐ(Ｗ/ｋｇ)表示电容器的功率密度ꎮ２结果与讨论２.１㊀样品的形貌分析图１为不同镍钴物质的量比样品的ＳＥＭ照片ꎬ可以看到样品均呈现片状结构ꎮｎ(Ｎｉ)ʒｎ(Ｃｏ)＝１ʒ１时(图１Ａ)ꎬ片层较厚且团聚现象严重ꎻ随着镍钴比例增大ꎬ片层开始变薄且更加细小(图１Ｂ)ꎮ当ｎ(Ｎｉ)ʒｎ(Ｃｏ)＝４ʒ１时(图１Ｃ)ꎬ片状结构表面粗糙且交叉分布ꎬ相互连接的片状结构有利于电子的传输ꎮ当ｎ(Ｎｉ)ʒｎ(Ｃｏ)＝１ʒ０时ꎬ如图１Ｄ所示呈现出片状组装的花形结构ꎬ片层轻薄且表面光滑ꎮ２.２㊀样品的结构和元素分析图２Ａ为不同镍钴物质量的比样品的ＸＲＤ图谱ꎮ从图２Ａ中可以看到ꎬｎ(Ｎｉ)ʒｎ(Ｃｏ)＝１ʒ１㊁２ʒ１和４ʒ１时ꎬ样品均有对应于镍钴类水滑石的衍射峰ꎬ峰位置位于约１１ ０ʎ㊁２２ ２ʎ㊁３３ ７ʎ和５９ １ʎꎬ且分别对应于(００３)㊁(００６)㊁(００９)和(１１０)晶面[１１]ꎬ表明通过共沉淀法成功合成了镍钴氢氧化物ꎮ随着镍钴比例的增大ꎬ其衍射峰的强度逐渐增强ꎬ表明其结晶度更好ꎮ而镍钴物质的量比为１ʒ０的样品出现了对应于Ｎｉ(ＯＨ)２的衍射峰ꎬ能够很好的与ＪＣＰＤＳ:１４￣０１１７相吻合ꎬ且存在类水滑石的衍射峰ꎮ为进一步确定样品中所含元素及其价态ꎬ采用ＸＰＳ光谱进行了表征ꎬ在总谱中发现了Ｎｉ㊁Ｃｏ㊁Ｏ和Ｃ的特征峰ꎮ在Ｎｉ２ｐ图谱中ꎬ位于８７３ ７和８５６ ０ｅＶ处的两个主要特征峰分别对应于Ｎｉ２ｐ１/２和Ｎｉ２ｐ３/２ꎬ其它两个峰为卫星峰ꎬ表明Ｎｉ２＋的存在[１２￣１３]ꎻ同样的ꎬ在Ｃｏ２ｐ图谱中也存在两个对应于Ｃｏ２ｐ１/２和Ｃｏ２ｐ３/２的主要特征峰和两个卫星峰ꎬ表示材料中Ｃｏ２＋的存在[１４]ꎮ以上结果表明ꎬ样品中镍钴元素均以＋２价的形式存在ꎮ图１㊀不同镍钴物质的量比样品的ＳＥＭ照片Ｆｉｇ.１㊀ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｓａｍｐｌｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｏｌａｒｒａｔｉｏｓｏｆＮｉｔｏＣｏｎ(Ｎｉ)ʒｎ(Ｃｏ):Ａ.１ʒ１ꎻＢ.２ʒ１ꎻＣ.４ʒ１ꎻＤ.１ʒ０图２㊀不同镍钴物质的量比样品的ＸＲＤ图(Ａ)ꎻｎ(Ｎｉ)ʒｎ(Ｃｏ)＝４ʒ１样品的ＸＰＳ图ꎻＢ.总谱图ꎻＣ.Ｎｉ２ｐ高分辨谱图ꎻＤ.Ｃｏ２ｐ高分辨谱图Ｆｉｇ.２㊀ＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｓｏｆｓａｍｐｌｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｏｌａｒｒａｔｉｏｏｆＮｉｔｏＣｏ(Ａ)ꎬａｎｄＸＰＳｓｕｒｖｅｙｓｐｅｃｔｒｕｍ(Ｂ)ꎬｈｉｇｈ￣ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒａｆｏｒＮｉ２ｐ(Ｃ)ａｎｄＣｏ２ｐ(Ｄ)ｏｆｔｈｅｓａｍｐｌｅｗｉｔｈｎ(Ｎｉ)ʒｎ(Ｃｏ)＝４ʒ１２.３㊀不同镍钴比例样品的比表面积和孔径分布分析图３为样品的Ｎ２气吸脱附曲线及相应的孔径分布曲线ꎬ可以看到不同镍钴比例的样品均表现出ＩＶ型的等温线ꎬ表明样品均为典型的介孔材料ꎻ同时伴有Ｈ３型的滞后环ꎬ常见于片状材料中ꎬ是由于材料的狭１８５㊀第５期安露露等:镍钴氢氧化物的制备及其电化学性能２８５应用化学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３７卷㊀缝型孔隙堆积造成的[１５￣１６]ꎮ样品的孔径主要集中于１~１０ｎｍꎬ孔径相对均匀ꎮｎ(Ｎｉ)ʒｎ(Ｃｏ)＝１ʒ１的材料比表面积仅有６ ５０ｍ２/ｇꎬ随着镍钴比例的增加ꎬ比表面积变大ꎬｎ(Ｎｉ)ʒｎ(Ｃｏ)＝４ʒ１时ꎬ比表面积达到３９ ９４ｍ２/ｇꎻ而ｎ(Ｎｉ)ʒｎ(Ｃｏ)＝１ʒ０时ꎬ比表面积高达６８ ３２ｍ２/ｇꎮ较大的比表面积可以增大电极材料与电解液的接触面积ꎬ提供较多的电化学反应位点ꎬ有利于电化学性能的提高ꎮ图３㊀不同镍钴摩尔比样品的Ｎ２气吸脱附曲线及孔径分布曲线Ｆｉｇ.３㊀Ｎｉｔｒｏｇｅｎａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ￣ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎｃｕｒｖｅａｎｄｐｏｒｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆｓａｍｐｌｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｏｌａｒｒａｔｉｏｓｏｆＮｉｔｏＣｏｎ(Ｎｉ)ʒｎ(Ｃｏ):Ａ.１ʒ１ꎻＢ.２ʒ１ꎻＣ.４ʒ１ꎻＤ.１ʒ０２.４㊀三电极电化学性能分析为了评估样品的电化学性能ꎬ对其进行了电容性能测试ꎮ图４Ａ为所有样品在３０ｍＶ/ｓ的扫描速率下的ＣＶ曲线图ꎮ可以明显地看到均出现了明显的氧化还原峰ꎬ且ｎ(Ｎｉ)ʒｎ(Ｃｏ)＝４ʒ１的电极材料拥有最大的ＣＶ曲线闭合面积ꎬ表明其具有最大的比容量ꎮ为了得到具体的比容量值ꎬ对ｎ(Ｎｉ)ʒｎ(Ｃｏ)＝４ʒ１的电极材料进行了不同扫描速率下的ＣＶ测试和不同电流密度下的ＧＣＤ测试(图４Ｂ和４Ｃ)ꎮ在ＣＶ曲线中ꎬ不同扫描速率下均出现了明显的氧化还原峰ꎬ相应的电化学反应式如式(５)－(７)[１７￣１８]:Ｎｉ(ＯＨ)２＋ＯＨ－＝ＮｉＯＯＨ＋Ｈ２Ｏ＋ｅ－(５)Ｃｏ(ＯＨ)２＋ＯＨ－＝ＣｏＯＯＨ＋Ｈ２Ｏ＋ｅ－(６)ＣｏＯＯＨ＋ＯＨ－＝ＣｏＯ２＋Ｈ２Ｏ＋ｅ－(７)㊀㊀且曲线形状未发生显著变化ꎬ表明此材料具有良好的倍率性能和可逆性能ꎻ而随着扫描速率的增大ꎬ氧化峰向高电势偏移ꎬ还原峰向低电势偏移ꎬ这是由于高电势下电极的极化现象引起的[１９]ꎮ根据不同电流密度下的ＧＣＤ曲线ꎬ可以计算出比容量的大小ꎮｎ(Ｎｉ)ʒｎ(Ｃｏ)＝４ʒ１的电极材料在０ ５Ａ/ｇ的电流密度下ꎬ比容量可以达到１８５２Ｆ/ｇꎮ在１㊁２㊁３㊁４㊁５和１０Ａ/ｇ时ꎬ其比容量分别为１７６６ ２㊁１６８３ ２㊁１６２４ ２㊁１５７１ ２㊁１５１１和１３３０Ｆ/ｇꎬ在电流密度增大２０倍的情况下ꎬ比容量仍维持７１ ８２％ꎬ具有良好的倍率性能ꎮ从ＥＩＳ图谱(图４Ｄ和４Ｅ)上可以看出ꎬｎ(Ｎｉ)ʒｎ(Ｃｏ)＝４ʒ１的电极材料在高频区的半圆直径较小ꎬ具有较小的电荷转移电阻[２０]ꎮ２.５㊀非对称式超级电容器电化学性能分析以活性炭为负极ꎬｎ(Ｎｉ)ʒｎ(Ｃｏ)＝４ʒ１的电极材料为正极组装非对称式超级电容器(ＮｉＣｏ￣ＬＤＨ//ＡＣ)ꎬ图４㊀不同镍钴物质的量比样品的ＣＶ曲线(Ａ)和ＥＩＳ图谱(ＤꎬＥ)ꎻｎ(Ｎｉ)ʒｎ(Ｃｏ)＝４ʒ１样品的ＣＶ曲线(Ｂ)和ＧＣＤ曲线(Ｃ)Ｆｉｇ.４㊀ＣＶｃｕｒｖｅｓ(Ａ)ａｎｄＥＩＳｓｐｅｃｔｒａ(ＤꎬＥ)ｏｆｓａｍｐｌｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｏｌａｒｒａｔｉｏｏｆＮｉｔｏＣｏꎻＣＶｃｕｒｖｅｓ(Ｂ)ａｎｄＧＣＤｃｕｒｖｅｓ(Ｂ)ｏｆｓａｍｐｌｅｗｉｔｈｎ(Ｎｉ)ʒｎ(Ｃｏ)＝４ʒ１通过对其进行电化学性能测试ꎬ来评估电极材料的实际应用潜力ꎮ非对称式超级电容器的电势窗口与正负极电极材料的性质密切相关ꎬ因此对活性炭和镍钴氢氧化物进行了ＣＶ测试ꎬ可以发现镍钴氢氧化物的电势窗口为０~０ ５Ｖꎬ活性炭的电势窗口为－１~０Ｖꎬ同时在不同的电势窗口下对ＮｉＣｏ￣ＬＤＨ//ＡＣ进行了ＣＶ测试ꎬ可以确定其电势窗口可以达到１ ６Ｖꎮ图５Ｃ为在不同扫描速率下的ＣＶ曲线ꎬ可以发现随着扫描速率的增加ꎬ均呈现相似的形状ꎬ说明ＮｉＣｏ￣ＬＤＨ//ＡＣ器件具有优良的倍率性能ꎻ且由于镍和钴离子的氧化还原反应出现了氧化还原峰ꎮ通过在不同电流密度下对其进行充放电测试(图５Ｄ)ꎬ可以计算出在０ ５Ａ/ｇ时ꎬ比容量高达１４６ １Ｆ/ｇꎻ当电流密度增大１０倍后ꎬ仍维持５１ ８％ꎬ再一次表明ＮｉＣｏ￣ＬＤＨ//ＡＣ器件具有优良的倍率性能ꎮ而且ＮｉＣｏ￣ＬＤＨ//ＡＣ器件具有超长的循环稳定性ꎬ循环１００００圈之后ꎬ比容量仍保持９２％ꎬ如图５Ｅ所示ꎮ根据能量密度与功率密度计算公式ꎬ可以得出在３４６Ｗ/ｋｇ的功率密度下ꎬ能量密度高达５２Ｗｈ/ｋｇꎻ当功率密度增大到４００１ ７Ｗ/ｋｇ时ꎬＮｉＣｏ￣ＬＤＨ//ＡＣ仍拥有２６ ９Ｗｈ/ｋｇ的能量密度ꎮ将两个充满电的电容器串联之后ꎬ可以点亮一个黄色的ＬＥＤ灯ꎬ也可以点亮一个黄色和一个红色的ＬＥＤ灯ꎬ表明ＮｉＣｏ￣ＬＤＨ//ＡＣ在实际应用中具有一定的潜力ꎮ３８５㊀第５期安露露等:镍钴氢氧化物的制备及其电化学性能图５㊀正负极电极材料(Ａ)㊁不同电压窗口(Ｂ)及ＮｉＣｏ￣ＬＤＨ//ＡＣ(Ｃ)的ＣＶ曲线ꎻＤ.ＧＣＤ曲线ꎻＥ.循环性能图ꎻＦ.拉贡图Ｆｉｇ.５㊀(Ａ)ＣＶｃｕｒｖｅｓꎬ(Ｂ)ＣＶｃｕｒｖｅｓｏｆＮｉＣｏ￣ＬＤＨ//ＡＣａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｏｔｅｎｔｉａｌｗｉｎｄｏｗꎬ(Ｃ)ＣＶｃｕｒｖｅｓꎬａｎｄ(Ｄ)ＧＣＤｃｕｒｖｅｓꎬＥ.ｃｙｃｌｉｎｇｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄＦ.ＲａｇｏｎｅｐｌｏｔａｎｄＬＥＤｓｌｉｇｈｔｉｎｇｏｆＮｉＣｏ￣ＬＤＨ//ＡＣＡＳＣ３　结㊀论采用化学共沉淀法ꎬ以氯化镍㊁氯化钴为原料ꎬ氨水为沉淀剂ꎬ成功制备了片状镍钴氢氧化物ꎮ通过改变镍钴物质的量比ꎬ得到片状结构良好且比表面积较大的材料ꎮ通过三电极电化学性能测试ꎬ表明ｎ(Ｎｉ)ʒｎ(Ｃｏ)＝４ʒ１的电极材料具有较高的比容量(１８５２Ｆ/ｇ)和良好的倍率性能(７１ ８２％)ꎮ以此电极材料为正极ꎬ活性炭为负极组装的非对称式超级电容器具有较高的能量密度(５２Ｗｈ/ｋｇ)和优良的循环性能(１００００圈之后比容量仍保持９２％)ꎮ参㊀考㊀文㊀献[１]ＬｉＭꎬＹａｎｇＷꎬＬｉＪꎬｅｔａｌ.ＰｏｒｏｕｓＬａｙｅｒｅｄＳｔａｃｋｅｄＭｎＣｏ２Ｏ４ＣｕｂｅｓｗｉｔｈＥｎｈａｎｃｅｄＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＣａｐａｃｉｔｉｖｅ４８５应用化学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３７卷㊀Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ[Ｊ].Ｎａｎｏｓｃａｌｅꎬ２０１８ꎬ１０(５):２２１８￣２２２５.[２]ＤｅｎｇＣꎬＹａｎｇＬꎬＹａｎｇＣꎬｅｔａｌ.ＳｐｉｎｅｌＦｅＣｏ２Ｓ４ＮａｎｏｆｌｏｗｅｒＡｒｒａｙｓＧｒｏｗｎｏｎＮｉＦｏａｍａｓＮｏｖｅｌＢｉｎｄｅｒ￣ＦｒｅｅＥｌｅｃｔｒｏｄｅｓｆｏｒＬｏｎｇ￣Ｃｙｃｌｅ￣ＬｉｆｅＳｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ[Ｊ].ＡｐｐｌＳｕｒｆＳｃｉꎬ２０１８ꎬ４２８:１４８￣１５３.[３]ＣｈｅｎＳꎬＹａｎｇＧꎬＺｈｅｎｇＨ.ＡｌｉｇｎｅｄＮｉ￣Ｃｏ￣ＭｎＯｘｉｄｅＮａｎｏｓｈｅｅｔｓＧｒｏｗｎｏｎＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＳｕｂｓｔｒａｔｅｓａｓＢｉｎｄｅｒ￣ＦｒｅｅＥｌｅｃｔｒｏｄｅｓｆｏｒＨｉｇｈＣａｐａｃｉｔｙＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＥｎｅｒｇｙＳｔｏｒａｇｅＤｅｖｉｃｅｓ[Ｊ].ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍＡｃｔａꎬ２０１６ꎬ２２０(１００):２９６￣３０３.[４]ＧｏｕＪꎬＸｉｅＳꎬＬｉｕＹꎬｅｔａｌ.Ｆｌｏｗｅｒ￣ＬｉｋｅＮｉｃｋｅｌ￣ＣｏｂａｌｔＨｙｄｒｏｘｉｄｅｓＣｏｎｖｅｒｔｅｄｆｒｏｍＰｈｏｓｐｈｉｔｅｓｆｏｒＨｉｇｈＲａｔｅＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＨｙｂｒｉｄＳｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒＥｌｅｃｔｒｏｄｅＭａｔｅｒｉａｌｓ[Ｊ].ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍＡｃｔａꎬ２０１６ꎬ２１０(１００):９１５￣９２４.[５]ＪｉｎｇＣꎬＺｈｕＹꎬＬｉｕＸꎬｅｔａｌ.ＭｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｎｄＣｒｙｓｔａｌｌｉｎｉｔｙ￣ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＳｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＥｔｃｈｅｄＣｏＡｌＬＤＯ/ＭｎＯ２ＨｙｂｒｉｄＮａｎｏａｒｒａｙｓＴｏｗａｒｄｓＨｉｇｈＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＳｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ[Ｊ].ＪＡｌｌｏｙｓＣｏｍｐｄꎬ２０１９ꎬ８０６:９１７￣９２５.[６]ＺＨＡＮＧＸｉｏｎｇꎬＷＥＩＭｉｎꎬＬＩＪｉｎｇꎬｅｔａｌ.ＭｉｃｒｏｗａｖｅＲａｐｉｄＳｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＮｉｃｋｅｌ￣ＣｏｂａｌｔＢｉｍｅｔａｌｌｉｃＨｙｄｒｏｘｉｄｅｆｏｒＳｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ[Ｊ].ＶａｃＥｌｅｃｔｒｏｎꎬ２０１８ꎬ４:６３￣７２(ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ).张雄ꎬ魏民ꎬ李敬ꎬ等.应用于超级电容器微波快速合成镍钴层状双金属氢氧化物[Ｊ].真空电子技术ꎬ２０１８ꎬ４:６３￣７２.[７]ＳｉｎｇｈＳꎬＳｈｉｎｄｅＮＭꎬＸｉａＱＸꎬｅｔａｌ.ＴａｉｌｏｒｉｎｇｔｈｅＭｏｒｐｈｏｌｏｇｙＦｏｌｌｏｗｅｄｂｙｔｈｅＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＮｉＭｎ￣ＬＤＨＮａｎｏｓｈｅｅｔＡｒｒａｙｓＴｈｒｏｕｇｈＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＣｏ￣ｄｏｐｉｎｇｆｏｒＨｉｇｈ￣ＥｎｅｒｇｙａｎｄＰｏｗｅｒＡｓｙｍｍｅｔｒｉｃＳｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ[Ｊ].ＤａｌｔｏｎＴｒａｎｓꎬ２０１７ꎬ４６(３８):１２８７６￣１２８８３.[８]ＹａｎｇＷꎬＧａｏＺꎬＷａｎｇＪꎬｅｔａｌ.ＳｏｌｖｏｔｈｅｒｍａｌＯｎｅ￣ＳｔｅｐＳｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＮｉ￣ＡｌＬａｙｅｒｅｄＤｏｕｂｌｅＨｙｄｒｏｘｉｄｅ/ＣａｒｂｏｎＮａｎｏｔｕｂｅ/ＲｅｄｕｃｅｄＧｒａｐｈｅｎｅＯｘｉｄｅＳｈｅｅｔＴｅｒｎａｒｙＮａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｗｉｔｈＵｌｔｒａｈｉｇｈＣａｐａｃｉｔａｎｃｅｆｏｒＳｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ[Ｊ].ＡＣＳＡｐｐｌＭａｔｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅｓꎬ２０１３ꎬ５(１２):５４４３￣５４５４.[９]ＷａｎｇＬꎬＱｉｎＫꎬＬｉＪꎬｅｔａｌ.ＮａｎｏｔｕｂｕｌａｒＮｉ￣ＳｕｐｐｏｒｔｅｄＧｒａｐｈｅｎｅ＠ＨｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌＮｉＣｏ￣ＬＤＨｗｉｔｈＵｌｔｒａｈｉｇｈＶｏｌｕｍｅｔｒｉｃＣａｐａｃｉｔａｎｃｅｆｏｒＳｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ[Ｊ].ＡｐｐｌＳｕｒｆＳｃｉꎬ２０１８ꎬ４５３:２３０￣２３７.[１０]ＫｕｌｋａｒｎｉＳＢꎬＪａｇａｄａｌｅＡＤꎬＫｕｍｂｈａｒＶＳꎬｅｔａｌ.ＰｏｔｅｎｔｉｏｄｙｎａｍｉｃＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎＩｎｆｌｕｅｎｃｅｄＣｏ１－ｘＮｉｘＬＤＨｓＴｈｉｎＦｉｌｍＥｌｅｃｔｒｏｄｅｆｏｒＲｅｄｏｘＳｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ[Ｊ].ＩｎｔＪＨｙｄｒｏｇｅｎＥｎｅｒｇｙꎬ２０１３ꎬ３８(１０):４０４６￣４０５３.[１１]ＷａｎｇＸꎬＨｕａｎｇＦꎬＲｏｎｇＦꎬｅｔａｌ.ＵｎｉｑｕｅＭＯＦ￣ＤｅｒｉｖｅｄＨｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌＭｎＯ２Ｎａｎｏｔｕｂｅｓ＠ＮｉＣｏ￣ＬＤＨ/ＣｏＳ２ＮａｎｏｃａｇｅＭａｔｅｒｉａｌｓａｓＨｉｇｈＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＳｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ[Ｊ].ＪＭａｔｅｒＣｈｅｍＡꎬ２０１９ꎬ７(１９):１２０１８￣１２０２８.[１２]ＬｅＫꎬＷａｎｇＺꎬＷａｎｇＦꎬｅｔａｌ.Ｓａｎｄｗｉｃｈ￣ＬｉｋｅＮｉＣｏＬａｙｅｒｅｄＤｏｕｂｌｅＨｙｄｒｏｘｉｄｅ/ＲｅｄｕｃｅｄＧｒａｐｈｅｎｅＯｘｉｄｅＮａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅＣａｔｈｏｄｅｓｆｏｒＨｉｇｈＥｎｅｒｇｙＤｅｎｓｉｔｙＡｓｙｍｍｅｔｒｉｃＳｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ[Ｊ].ＤａｌｔｏｎＴｒａｎｓꎬ２０１９ꎬ４８(１６):５１９３￣５２０２.[１３]ＺｈｏｕＬＪꎬＨｕａｎｇＸꎬＣｈｅｎＨꎬｅｔａｌ.ＡＨｉｇｈＳｕｒｆａｃｅＡｒｅａＦｌｏｗｅｒ￣ＬｉｋｅＮｉ￣ＦｅＬａｙｅｒｅｄＤｏｕｂｌｅＨｙｄｒｏｘｉｄｅｆｏｒＥｌｅｃｔｒｏｃａｔａｌｙｔｉｃＷａｔｅｒＯｘｉｄａｔｉｏｎＲｅａｃｔｉｏｎ[Ｊ].ＤａｌｔｏｎＴｒａｎｓꎬ２０１５ꎬ４４(２５):１１５９２￣１１６００.[１４]ＬｉＴꎬＬｉＲꎬＬｕｏＨ.ＦａｃｉｌｅｉｎＳｉｔｕＧｒｏｗｔｈｏｆＮｉ/Ｃｏ￣ＬＤＨＡｒｒａｙｓｂｙＨｙｐｏｔｈｅｒｍａｌＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｆｏｒＡｌｌ￣Ｓｏｌｉｄ￣ＳｔａｔｅＡｓｙｍｍｅｔｒｉｃＳｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ[Ｊ].ＪＭａｔｅｒＣｈｅｍＡꎬ２０１６ꎬ４(４８):１８９２２￣１８９３０.[１５]ＬｉａｎｇＨꎬＬｉｎＪꎬＪｉａＨꎬｅｔａｌ.ＨｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌＮｉＣｏ￣ＬＤＨ/ＮｉＣｏＰ＠ＮｉＭｎ￣ＬＤＨＨｙｂｒｉｄＥｌｅｃｔｒｏｄｅｓｏｎＣａｒｂｏｎＣｌｏｔｈｆｏｒＥｘｃｅｌｌｅｎｔＳｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ[Ｊ].ＪＭａｔｅｒＣｈｅｍＡꎬ２０１８ꎬ６(３１):１５０４０￣１５０４６.[１６]ＬｉＭꎬＣｈｅｎｇＪＰꎬＬｉｕＦꎬｅｔａｌ.３Ｄ￣ＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｄＮｉｃｋｅｌ￣Ｃｏｂａｌｔ￣ＭａｎｇａｎｅｓｅＬａｙｅｒｅｄＤｏｕｂｌｅＨｙｄｒｏｘｉｄｅ/ＲｅｄｕｃｅｄＧｒａｐｈｅｎｅＯｘｉｄｅＣｏｍｐｏｓｉｔｅｆｏｒＨｉｇｈ￣ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＳｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ[Ｊ].ＣｈｅｍＰｈｙｓＬｅｔｔꎬ２０１５ꎬ６４０(１００):５￣１０.[１７]ＣａｏＦꎬＧａｎＭꎬＭａＬꎬｅｔａｌ.ＨｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌＳｈｅｅｔ￣ＬｉｋｅＮｉ￣ＣｏＬａｙｅｒｅｄＤｏｕｂｌｅＨｙｄｒｏｘｉｄｅＤｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍａＭＯＦＴｅｍｐｌａｔｅｆｏｒＨｉｇｈ￣ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＳｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ[Ｊ].ＳｙｎｔｈＭｅｔꎬ２０１７ꎬ２３４:１５４￣１６０.[１８]ＪｉａＨꎬＷａｎｇＺꎬＺｈｅｎｇＸꎬｅｔａｌ.ＩｎｔｅｒｌａｃｅｄＮｉ￣ＣｏＬＤＨＮａｎｏｓｈｅｅｔｓＷｒａｐｐｅｄＣｏ９Ｓ８ＮａｎｏｔｕｂｅｗｉｔｈＨｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌＳｔｒｕｃｔｕｒｅＴｏｗａｒｄＨｉｇｈＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＳｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ[Ｊ].ＣｈｅｍＥｎｇＪꎬ２０１８ꎬ３５１:３４８￣３５５.[１９]ＬｉＪꎬｈｅｎＳꎬＺｈｕＸꎬｅｔａｌ.ＴｏｗａｒｄＡｅｒｏｇｅｌＥｌｅｃｔｒｏｄｅｓｏｆＳｕｐｅｒｉｏｒＲａｔｅＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎＳｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓＴｈｒｏｕｇｈＥｎｇｉｎｅｅｒｅｄＨｏｌｌｏｗＮａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｏｆＮｉＣｏ２Ｏ４[Ｊ].ＡｄｖＳｃｉꎬ２０１７ꎬ４(１２):１７００３４５.[２０]ＬｉａｎｇＨꎬＬｉｎＪꎬＪｉａＨꎬｅｔａｌ.ＨｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌＮｉＣｏ￣ＬＤＨ＠ＮｉＯＯＨＣｏｒｅ￣ＳｈｅｌｌＨｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｎＣａｒｂｏｎＦｉｂｅｒＣｌｏｔｈａｓＢａｔｔｅｒｙ￣ＬｉｋｅＥｌｅｃｔｒｏｄｅｆｏｒＳｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ[Ｊ].ＪＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅｓꎬ２０１８ꎬ３７８:２４８￣２５４.５８５㊀第５期安露露等:镍钴氢氧化物的制备及其电化学性能６８５应用化学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３７卷㊀ＳｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＮｉｃｋｅｌＣｏｂａｌｔＨｙｄｒｏｘｉｄｅａｎｄＩｔｓＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓＡＮＬｕｌｕꎬＭＩＪｉｅ∗(ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＴａｉｙｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＴａｉｙｕａｎ０３００２４ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ㊀Ｉｎｔｈｉｓｗｏｒｋꎬｔｈｅｆｌａｋｅｎｉｃｋｅｌｃｏｂａｌｔｈｙｄｒｏｘｉｄｅｗａｓｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｃｏ￣ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄꎬａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｎｉｃｋｅｌｔｏｃｏｂａｌｔｍｏｌａｒｒａｔｉｏｓｏｎｔｈｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｅｒｅｅｘｐｌｏｒｅｄ.ＴｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓｏｆｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙＸ￣ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ(ＸＲＤ)ꎬｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ(ＳＥＭ)ꎬＸ￣ｒａｙｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｅ(ＸＰＳ)ａｎｄｓｐｅｃｉｆｉｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａａｎｄｐｏｒｅｓｉｚｅａｎａｌｙｚｅｒ(ＢＥＴ).Ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｃｙｃｌｉｃｖｏｌｔａｍｍｅｔｒｙꎬｇａｌｖａｎｏｓｔａｔｉｃｃｈａｒｇｅ/ｄｉｓｃｈａｒｇｅꎬｅｔｃ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｈｅｎｎｉｃｋｅｌｃｏｂａｌｔｈｙｄｒｏｘｉｄｅ(ｎ(Ｎｉ)ʒｎ(Ｃｏ)＝４ʒ１)ｉｓｄｉｒｅｃｔｌｙｕｓｅｄａｓｅｌｅｃｔｒｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌꎬｉｔｈａｓａｈｉｇｈｓｐｅｃｉｆｉｃｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｏｆ１８５２Ｆ/ｇａｔａｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙｏｆ０ ５Ａ/ｇ.Ｗｈｅｎｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙｉｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ２０ｔｉｍｅｓꎬｉｔｓｔｉｌｌｈａｓａｈｉｇｈｓｐｅｃｉｆｉｃｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｏｆ１３３０Ｆ/ｇ.Ｔｈｅａｓｙｍｍｅｔｒｉｃｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｉｓａｓｓｅｍｂｌｅｄｗｉｔｈｎｉｃｋｅｌｃｏｂａｌｔｈｙｄｒｏｘｉｄｅａｓｔｈｅｐｏｓｉｔｉｖｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌａｎｄａｃｔｉｖｅｃａｒｂｏｎａｓｔｈｅｎｅｇａｔｉｖｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌ.Ｔｈｅａｓｙｍｍｅｔｒｉｃｃｅｌｌｐｏｓｓｅｓｓｅｓａｈｉｇｈｅｎｅｒｇｙｄｅｎｓｉｔｙｏｆ５２Ｗｈ/ｋｇａｔａｐｏｗｅｒｄｅｎｓｉｔｙｏｆ３４６Ｗ/ｋｇꎬａｎｄｓｕｐｅｒｉｏｒｃｙｃｌｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ(ｔｈｅｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｒｅｔｅｎｔｉｏｎｏｆ９２％ａｆｔｅｒ１００００ｃｙｃｌｅｓ).Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｆｌａｋｅｎｉｃｋｅｌｃｏｂａｌｔｈｙｄｒｏｘｉｄｅｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｐｒｏｍｉｓｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ㊀ｎｉｃｋｅｌｃｏｂａｌｔｈｙｄｒｏｘｉｄｅꎻｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓꎻｃｙｃｌｅｓｔａｂｉｌｉｔｙＲｅｃｅｉｖｅｄ２０１９￣１１￣２５ꎻＲｅｖｉｓｅｄ２０２０￣０１￣１７ꎻＡｃｃｅｐｔｅｄ２０２０￣０３￣１１ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＭａｊｏｒＰｒｏｊｅｃｔｓｏｆＳｈａｎｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅ(Ｎｏ.ＭＣ２０１５￣０４)Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ:ＭＩＪｉｅꎬｐｒｏｆｅｓｓｏｒꎻＴｅｌ:０３５１￣６０１８０８０ꎻＥ￣ｍａｉｌ:ｍｉｊｉｅ１１１＠１６３.ｃｏｍꎻＲｅｓｅａｒｃｈｉｎｔｅｒｅｓｔｓ:ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ。

铁钻鎳的性质SANY 标准化小组#QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN# 实验六铁.钻.操的性质一、实验目的1.试验并学握铁、钻、银氢氧化物的生成和氣化还原性质：2、试验并学握铁、钻、規配合物的生成及在离子鉴定中的作用。

二、实验原理铁.钻.铢常见氧化值：+2和+ 3另外Fe还有+61.Fe:\ Co:\ N F•的还原性(1)酸性介质Cl2 + 2Fe:* (浅绿)=2Fe＞(浅黄)+2CF(2)碱性介质铁(II).钻(II)、银(II)的盐溶液中加入碱.均能得到相应的氢氧化物。

Fe(OH)：易被空气中的氧气氧化.往往得不到白色的氢氧化亚铁，而是变成灰绿色.最后成为红棕色的氢氧化铁。

Co (0H)，也能被空气中的氧气慢慢氧化。

2.Fe3\ Co"、N广的氧化性由于C&和都具有强氧化性.C O(OH)3,N I O(OH)与浓盐酸反应分别生成Co(II)和小⑴)，并放出氯气。

CoO(OH)和NiO(OH)通常由Co (II)和Ni(II)的盐在碱性条件下用强氧化剂(Cl2. BrJ氧化得到。

Fe5•易发生水解反应。

Fe”具有一定的氧化性.能与强还原剂反应生成Fe二3.配合物的生成和FeH Fe”、Co:\ Ni＞的鉴定方法(1)氮配合物Fe＞和Fe"难以形成稳定的氨配合物。

在水溶液中加入氨时形成Fe(OH)：和Fe(OH),沉淀。

将过虽的氨水加入C。

〉或N产离子的水溶液中.即生成可溶性的氨合配离子[C O(NHJF或不过[C O(NHJF不稳定，易氧化成[C O(NH3)J5\(2)氨配合物Fe3\ CoH Fe:\ Co:\ N广都能与Cf形成配合物。

使亚铁盐与KCN溶液作用得Fe(CN)2沉淀，KCN过址时沉淀溶解。

FeS0：+2KCN=Fe (CN):+K:SO；Fe (CN):^1KCN=K. [Fe (CN)』从溶液中析出來的黄色晶体是K.[Fe(CN)d - 3H：0•叫六鼠合诜(II)酸钾或亚铁软化钾.俗称黄血盐。

一、实验目的1. 掌握铁、钴、镍的化学性质及其在反应中的表现。

2. 熟悉铁、钴、镍化合物的制备方法和实验操作技巧。

3. 通过实验观察和分析，培养实验操作能力、观察能力和分析问题的能力。

二、实验原理铁（Fe）、钴（Co）、镍（Ni）是周期表中的过渡金属元素，它们具有相似的化学性质，但在反应中表现出不同的特点。

本实验主要涉及铁、钴、镍的氢氧化物、配合物及其氧化还原性质。

三、实验仪器与试剂1. 仪器：试管、烧杯、酒精灯、滴管、玻璃棒等。

2. 试剂：硫酸亚铁铵、硫酸钴、硫酸镍、氢氧化钠、氨水、溴水、氯水、硫酸等。

四、实验内容1. 铁（II）、钴（II）、镍（II）化合物的还原性（1）铁（II）的还原性- 在酸性介质中，往盛有1毫升溴水的试管中加入3滴1：1 H2SO4的溶液，然后滴加0.2mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液，观察现象。

反应式：2Fe2+ + Br2 → 2Fe3+ + 2Br-（2）钴（II）的还原性- 往盛有CoCl2和NiSO4的试管中分别滴入氯水，观察现象。

反应式：Co2+ + Cl2 → Co3+ + 2Cl-2. 铁、钴、镍氢氧化物的生成和性质- 将Fe粉3g加入煮沸冷却的NaOH溶液中，观察现象。

反应式：Fe + 2NaOH → Fe(OH)2 + H2↑- 将0.5mL氢氧化钠溶液滴入硫酸亚铁铵溶液中，观察现象。

反应式：Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2↓3. 铁、钴、镍配合物的生成和性质- 将过量的氨水加入Co2+或Ni2+离子的水溶液中，观察现象。

反应式：[Co(NH3)6]2+ + 2OH- → [Co(NH3)6]2+ + 2H2O五、实验现象1. 铁在酸性介质中与溴水反应，溶液由橙红色变为棕黄色。

2. 钴在氯水中反应，溶液由蓝色变为棕黄色。

3. 铁粉与NaOH反应，生成白色沉淀，逐渐变为灰绿色，最后变为红棕色。

4. 硫酸亚铁铵溶液中加入NaOH，生成白色沉淀。

实验24 铁钴镍一、实验目的1、试验并掌握铁、钴、镍氢氧化物的生成和氧化还原性质；2、试验并掌握铁、钴、镍配合物的生成及在离子鉴定中的作用。

二、实验内容(实验现象根据自己所观察到的为准）三、实验讨论(从自己实验操作展开）四、实验思考题和习题1。

实验步骤（2）要求整个实验不能带入空气到溶液中，为什么？Fe（Ⅱ)易被氧化，如若带入了空气，可能不能观察到颜色的转化过程。

2．根据实验现象总结+2价的铁、钴、镍化合物的还原性和+3价的铁钴镍化合物氧化性的变化规律。

Fe（Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ）的氢氧化物都有还原性，其还原能力依Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ）的顺序减弱。

Fe（Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Ni（Ⅲ）在酸性介质中的氧化能力依Fe（Ⅲ）、Co（Ⅲ)、Ni（Ⅲ）的顺序增加。

3。

比较钴镍氨配合物的氧化还原性相对大小及溶液稳定性。

钴盐和镍盐生成碱式盐溶于过量的氨水生成氨配合物,Co（Ⅱ)氨配合物易氧化转化成 Co（Ⅲ)氨配合物。

即镍盐更稳定.4。

为什么制取+3价的钴镍氢氧化物要用+2价为原料在碱性条件下进行氧化，而不+3价直接制取？首先，作为最高价氧化值,Co3+、Ni3+氧化性比较不稳定，易变成其它价态，故不用采用+3价直接氧化得到。

其次，而Co(OH)2、Ni(OH）2两性,在碱性条件下易被氧化成+3价氢氧化物。

5。

如何分离混合液中的？Fe3+、Cr3+、Ni2+ ？6．总结Fe（Ⅱ、Ⅲ)、Co(Ⅱ、Ⅲ)、Ni（Ⅱ、Ⅲ）主要化合物性质。

Fe（Ⅱ)、Co（Ⅱ）、Ni(Ⅱ)具有强的还原性，都易形成配合物，且Co的配合物极易被氧化，它们的氢氧化物也易被氧化；Fe(Ⅲ)、Co(Ⅲ）、Ni（Ⅲ)具有强的氧化性，也易生成配合物。

7。

(此题面字太多，不好打得，请谅解)A：（NH4）2Fe (SO4）2B：(NH4）2Fe （SO4）2溶液C：Fe（OH）2D：NH3E：I2F：Fe3+G：KFe［Fe(CN）6］H:BaSO4这些方程式都是简单的,都可以轻易写出，在此我不一一写出了。

实验二铁钴镍元素性质浙江工业大学化材学院李远理论介绍:1.铁钴镍性质相近, 称为铁系元素（铁磁性物质）2.Fe、Co、Ni 的电子构型为3d64s2.3d74s2.3d84s2(Cr: 3d54s1、Mn: 3d54s2 引导学生从电子组态分析元素的常见氧化态)一目的要求1.了解Fe（II）、Fe（III）、Co（II）、Co（III）、Ni（II）、Ni（III）的氢氧化物和硫化物的生成与性质。

2.了解Fe2+的还原性和Fe3+的氧化性3.了解Fe（II）、Fe（III）、Co（II）、Co（III）、Ni（II）和Ni（III）的配合物的生成和性质4.了解Fe（II）、Fe（III）、Co（II）和Ni（II）等离子的鉴定方法二基本操作1.离心机的使用: 先调零、开电源、调时间3-4min、调转速2000 rpm, 结束后要调零2.定性实验的试剂滴加练习巩固3.通风橱的使用（饱和硫化氢、浓盐酸等）三主要仪器和药品1仪器: 离心机, 烧杯(200mL), 试管, 离心试管, 试管夹, 滴管2药品：铜片, 铁屑, (NH)2Fe(SO4)2·6H2O( 固), KCl(固) , NH4Cl(固), HCl(2 mol•L-1, 6 mol•L-1, 浓), H2SO4(1mol•L-1), HAc(2mol•L-1), NaOH(2 mol•L-1, 6mol•L-1), 氨水(2mol•L-1, 6mol•L-1, 浓), K4[Fe(CN)6](0.1 mol•L-1), K3[Fe(CN)6](0.1mol•L-1), CoCl2(0.1mol•L-1), NiSO4(0.1mol•L-1), (NH)2Fe(SO4)2(0.1mol•L-1), KI(0.1 mol•L-1), FeCl3(0.1 mol•L-1), CuSO4(0.1mol•L-1), KSCN(0.1 mol•L-1, 1mol•L-1), NaF(1 mol•L-1), 溴水, H2O2(3%), CCl4, 丙酮, 丁二酮肟, 碘化钾-淀粉试纸等。

铁\钴\镍在釉料及微晶玻璃中的作用与影响摘要：本文阐述了铁、钴、镍的基本物理化学性质，以及主要的存在形式，重点介绍了氧化铁、氧化钴、氧化镍对釉料及微晶玻璃主要性能的作用与影响。

结果表明：氧化铁、氧化钴、氧化镍对釉料及微晶玻璃性能的影响较大，它们的玻璃相可强烈地吸收红外长波，造成玻璃相易熔，特别是其表面易熔。

随铁、钴、镍离子的含量增大其粘度和表面张力逐渐降低。

铁、钴、镍大大改善釉料及微晶玻璃的耐水性，机械强度增强，包括抗压强度、硬度、耐磨性、弹性等。

关键词：氧化铁；氧化钴；氧化镍；釉料；微晶玻璃1铁、钴、镍的基本物理和化学性质铁（Fe）、钴（Co）、镍（Ni）属于同一副族元素。

它们核最外电子构型分别为：3d64s2、3d74s2、3d84s2，最外层均为4s2，d轨道均已达到半满以上程度，故d电子成键能力按Fe-Co-Ni的顺序逐渐下降。

铁通常呈+2、+3价，钴主要呈+2价，只在强氧化剂作用下才表现为+3价，镍一般呈+2价。

铁、钴、镍都是白色而有光泽的金属，熔点、沸点相差不大，分别为1537℃、1494℃、1455℃，都属于中等活泼的金属，并且依铁、钴、镍次序活泼性降低。

铁易溶于稀酸，钴和镍在稀酸中的溶解速度较慢。

铁与稀硝酸反应可生成NH3，钴、镍与稀硝酸反应生成NO。

铁、钴、镍与浓硝酸反应生成致密氧化膜而发生钝化，这种钝化作用依铁、钴、镍顺序而降低。

纯铁在空气中较稳定，但含有杂质的铁在空气中易氧化，而且锈层疏松多孔，故会使腐蚀继续深入。

钴、镍在空气中可以氧化，但氧化膜致密，不易深入内层。

铁、钴、镍常温下均不与硫、氯、溴等非金属作用，但在加热条件下可以直接发生反应，铁与氯生成三氯化铁，钴、镍与氯生成二氯化物。

铁、钴、镍与硫均生成二价的硫化物。

铁、钴、镍有生成络合物的倾向，其中，钴最强，镍次之，铁最差。

铁有三种氧化物：氧化亚铁、四氧化三铁、氧化铁。

氧化亚铁在自然界中没有对应的天然矿物，化工合成的氧化亚铁的化学组成接近为Fe0.95O，显黑色，熔点为1369℃，不溶于水和碱，但溶于酸。

系列三副族金属专题2 铁钴镍及其化合物铁、钴、镍三种元素由于性质接近，故统称为铁系元素；铁、钴、镍都是中等活泼的金属元素，化合物性质比较接近，但也存在差异。

这与它们的电子层结构有关。

1．铁、钴、镍及其化合物性质的相似性2．铁、钴、镍及其化合物性质的差异（1）金属单质性质的差异（2）铁、钴、镍的氧化物和氢氧化物①铁、钴、镍氧化物和氢氧化物的基本性质注：①表示在碱性条件下不具有氧化性。

①比较与总结（1）在酸性溶液中，Fe 2＋、Co 2＋、Ni 2＋分别是铁、钴、镍离子的稳定状态。

高价态的铁(①)、钴(①)、镍(①)在酸性溶液中都有很强的氧化性，空气中的O 2能将酸性溶液中的Fe 2＋氧化成Fe 3＋，但不能将Co 2＋、Ni 2＋氧化成Co 3＋和Ni 3＋。

（2）在碱性介质中，铁的最稳定价态是＋3，而钴、镍的最稳定价态仍是＋2，在碱性介质中，将低价态的Fe(①)、Co(①)、Ni(①)氧化成高价态比酸性介质中容易。

4．高铁盐的制备在酸性介质中，FeO 2－4(高铁酸根离子)是一种强氧化剂，一般氧化剂很难把Fe 3＋氧化成FeO 2－4，但在强碱性介质中，Fe(①)却能被一些氧化剂(如NaClO)所氧化：2Fe(OH)3＋3ClO －＋4OH －===2FeO 2－4＋3Cl －＋5H 2O ，将Fe 2O 3、KNO 3和KOH 混合并加热共融，生成紫红色的高铁酸钾：Fe 2O 3＋3KNO 3＋4KOH=====①2K 2FeO 4＋3KNO 2＋2H 2O 。

5. 检验Fe 2＋和Fe 3＋时的注意事项（1）检验Fe 2＋时不能先加氯水后加KSCN 溶液，也不能将加KSCN 后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN －)。

（2）Fe 3＋、Fe 2＋、Cl －同时存在时不能用酸性KMnO 4溶液检验Fe 2＋(Cl －能还原酸性KMnO 4，有干扰)。

（3）检验Fe 2＋、Fe 3＋的其他方法①检验Fe 2＋最好、最灵敏的试剂是铁氰化钾K 3[Fe(CN)6]：3Fe 2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe 3[Fe(CN)6]2↓(蓝色)。