纳米级复合氢氧化镍的循环伏安研究

沉淀法制备纳米氢氧化镍及其电化学性能研究的开题报告
1. 研究背景
氢氧化镍由于具有良好的光催化性能和储氢性能，近年来受到了广泛的研究关注。

而纳米氢氧化镍由于具有更大的比表面积和更短的电子传输路径，对于光催化和储氢
性能的提高具有潜在的应用前景。

可以采用沉淀法制备纳米氢氧化镍材料，调控其粒
径和形貌，以探究其在电化学性能方面的表现。

2. 研究目的
本研究拟通过沉淀法制备纳米氢氧化镍材料，探究其形貌、粒径和晶体结构等性质与电化学性能的关系。

通过电化学测试手段，研究其在电化学催化和电化学储氢方
面的表现，为其应用提供理论基础。

3. 研究方法
制备纳米氢氧化镍的方法采用化学沉淀法。

先采用共沉淀法生成前驱体Ni(OH)2，然后通过水热处理法、微波法等对其进一步处理，得到纳米氢氧化镍。

利用扫描电子
显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等手段对制备的样品进行表征，分析其粒径、形貌和晶体结构等性质。

采用循环伏安法和电化学阻抗谱等测试手段，研究其在
催化和储氢反应中的电化学性能。

4. 研究意义
本研究可为纳米氢氧化镍在电化学催化和储氢应用方面的性能提高提供基础研究。

同时，通过制备不同粒径和形貌的纳米氢氧化镍材料，进一步探究其与电化学性能的
关系，为纳米材料的调控及其应用提供理论支持。

纳米Ni(OH)2的制备及其电化学性能
黄行康;张文魁;马淳安
【期刊名称】《中国有色金属学报》
【年(卷),期】2003(013)005
【摘要】采用固相法制备了纳米β-Ni(OH)2, 采用Scherrer公式由其中一样品的(100)、 (101)及(110)晶面参数计算得到晶粒尺寸分别为11.1 nm、 3.6 nm和12.1 nm. 采用循环伏安、恒电流充放电等技术对其电化学性能进行了初步研究, 结果表明: 纳米Ni(OH)2的活性比较高, 其首次容量达207.9 mA*h*g-1, 第2周期容量即达到最大值240.4 mA*h*g-1, 但其容量衰退较快.
【总页数】4页(P1121-1124)
【作者】黄行康;张文魁;马淳安
【作者单位】浙江工业大学,应用化学系,杭州,310032;浙江工业大学,应用化学系,杭州,310032;浙江工业大学,应用化学系,杭州,310032
【正文语种】中文
【中图分类】TM911
【相关文献】
1.锂离子电池正极材料LiM0.1Ni0.4Mn1.5O4(M:Co,Cr,Fe)纳米纤维的制备与电化学性能 [J], 周红伟;丁夏楠;王新东
2.β-Ni(OH)2纳米线的相转化法制备及电化学性能 [J], 李兴盛;赫文秀;张永强;于慧颖;李子庆
3.氮掺杂有序介孔碳-Ni纳米复合材料的制备及电化学性能 [J], 潘旭晨;汤静;薛海
荣;郭虎;范晓莉;朱泽涛;何建平
4.具有核壳结构的ZnO纳米棒@Ni-Co双氢氧化物复合物纳米片阵列的制备及其电化学性能 [J], 刘昊;孙新枝
5.多孔纳米Ni3S2的制备及其电化学性能研究 [J], 李顺英;陈新
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

氢氧化镍材料制备的研究进展吕祥;和晓才;俞小花;谢刚【摘要】The preparation methods of nickel hydroxide [Ni (OH)2],such as liquid phase precipitation,homogeneousprecipitation,hydrothermal,oxidation,high pressure hydrolysis,ion exchange resin,microemulsion,electrolysis and mechanochemical synthesis were described.The effects of preparation process on thestructure,morphology,size and capacity of products were discussed.The preparation method of doped Ni (OH)2 was reviewed and the influence of the added elements on the structure,capacity and electrochemical performance of Ni(OH) 2 was analyzed.The influence of pH and CO32-on the size and morphology of Ni (OH)2 particles during the hydroxide was discussed,preparation of modified nickel was discussed.The application foreground of nano-size Ni(OH) 2 and doped Ni(OH) 2 was prospected.%对氢氧化镍[Ni(OH)2]的制备方法,如液相沉淀法、均相沉淀法、水热法、氧化法、高压水解法、离子交换树脂法、微乳液法、电解法和机械化学合成法等进行叙述;阐述制备工艺对产物结构、形貌、尺寸和容量等方面的影响.进一步综述掺杂Ni(OH)2制备工艺方法并分析添加元素对Ni(OH)2结构、容量、电化学性能的影响;讨论制备改性Ni(OH)2过程中pH值、CO32-对Ni(OH)2颗粒尺寸与形貌的影响.展望纳米Ni(OH)2和掺杂Ni(OH)2的应用前景.【期刊名称】《电池》【年(卷),期】2017(047)001【总页数】4页(P56-59)【关键词】氢氧化镍[Ni(OH)2];掺杂;纳米材料;电化学性能;尺寸;形貌【作者】吕祥;和晓才;俞小花;谢刚【作者单位】昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明650093;昆明冶金研究院,云南昆明650031;昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明650093;昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明650093;昆明冶金研究院,云南昆明650031【正文语种】中文【中图分类】TM912.2为开发比容量高、温度范围广、可大电流放电、成本低、无污染的镍基电池，需要不断加深对正极材料氢氧化镍[Ni(OH)2]性质的了解。

2004年第62卷第17期,1595～1600化学学报ACT A CHI MICA SINICAV ol.62,2004N o.17,1595～1600纳米级复合氢氧化镍的循环伏安研究崔静洁a,b 夏　熙ΞΞ,a 刘洪涛a,c(a新疆大学应用化学研究所　乌鲁木齐830046)(b新疆医科大学药学院　乌鲁木齐830054)(c中国科学院长春应用化学研究所　长春130022)摘要　采用低温固相法和有机液相法制备氢氧化镍及化学掺杂金属阳离子的复合氢氧化镍,TE M测试表明合成出的样品均为纳米级复合氢氧化镍;循环伏安测试,发现样品还原峰电位值(E R)与掺杂阳离子的电荷半径比(z/r值)呈现一定的关系,表现为电荷半径比越大,样品还原峰电位值也越大.由此得出一个经验关系式,并且从晶体结构方面就还原峰电位值与掺杂金属阳离子的电荷半径比之间的关系以及聚乙二醇表面活性剂对掺杂样品的影响进行了探讨.认为掺杂高价金属阳离子容易形成α2氢氧化镍,它是样品还原峰电位值增大的原因.此外,聚乙二醇通过与掺杂金属阳离子配位作用同样会影响样品的还原峰电位值.关键词　纳米级复合氢氧化镍,循环伏安测试,还原峰电位值(E R),电荷半径比(z/r值)Study on the Cyclic V oltammetry of N anophase Nickel H ydroxide CompositesC UI,Jing2Jie a,b XI A,X iΞ,a LI U,H ong2T ao a,c(a Institute o f Applied Chemistry,Xinjiang Univer sity,Urumqi830046)(b School o f Pharmaceutical Science,Xinjiang Medical Univer sity,Urumqi830054)(c Changchun Institute o f Applied Chemistry,Chinese Academy o f Sciences,Changchun130022)Abstract　Nanophase nickel hydroxide com posites doped with several metal ions(such as Al3+,Z r3+,C o2+and Zn2+)were prepared using low tem perature s olid2state reaction and organic liquid2phase reaction.The cyclic v oltammetry experiments show that there is a certain relation between reduction peak potential(E R)of the sam ple and the ratio of the doped ion charge(z)to radius(r),i.e.the larger the z/r value of doped metal ion,the m ore positive the reduction peak potential of the sam ple.An experimental formula can be summarized as:E R1-1000(A1-A2)+100sgn([100A2]-[100A1])=E R2.The dependence of E R on z/r and the effect of surfactant PEGon sam ples were presented.Owing to the valence of the metal ions in the active material being high,nickel2based layered double hydroxides(Ni2N LDH)are prone to become is ostructuralα2nickel hydroxide,which causes the m ore positive reduction peak potential.Additionally,the reduction peak potentials of the sam ples are als o affected by surfactant PEG coordinated to the doped metal ions.K eyw ords　nano2Ni(OH)2,cyclic v oltammetry,reduction potential(E R),the ratio of charge to radius(z/r) 新兴的MH2Ni电池具有能量密度高,循环寿命长,耐过充能力强,温度适用范围宽,可大电流放电,并具有安全环保等优点,备受青睐,但Ni电极的性能仍然不尽如人意.因此人们通过化学共沉积等方式对镍电极活性物质Ni(OH)2进行掺杂改性,以提高活性物质Ni(OH)2的电化学性能[1～8].而提高Ni电极还原电位,即提高其工作电压,是电极活性物质Ni(OH)2掺杂金属阳离子的目的之一.文献[9]指出掺杂高价阳离子(如Al3+)的Ni(OH)2的晶形结构易趋于α构型,而据文献[7,8]报道掺杂铝、铁、钇等金属阳离子时,在循环伏安曲线中,还原峰电位正移,其值(E R)较大,但作者没有进一步讨论增大原因.而本文运用低温固相法和有机液相法制备出纳米级复合Ni(OH)2粉体,通过循环伏安测试,总结ΞE2mail:xxia@Received September11,2003;revised February24,2004;accepted M ay28,2004.国家自然科学基金(N o.29963002)资助项目.了阴极过程中E R2z/r关系规律,并讨论了聚乙二醇(300)表面活性剂的影响.为提高电极活性物质Ni(OH)2的电化学性能提供了新思路.1　实验1.1　仪器与试剂H2600型透射电子显微镜(日本Hitachi公司);D/Max2 2400型X射线衍射仪(日本理学公司),测试条件:电压为40.0kV,电流为100.0mA,辐射源为Cu靶,λ=0.15418nm,扫速为8(°)/min,扫描范围10°～80°;CHI660电化学工作站(美国CH仪器公司).所用试剂:氢氧化钠、氢氧化钾、硝酸镍、硝酸铝、硝酸锆、硫酸锌、碳酸钴和聚乙二醇(进口分装),均为市售分析纯.1.2　Ni(OH)2的制备1.2.1　低温固相法准确称取分析纯的0.01m ol Ni(NO3)2・6H2O和0.03m ol NaOH(比正常化学计量0.02m ol过量50%),于玛瑙研钵中分别研细后,进行混研,至颜色不再改变为止,50℃油浴恒温12h,蒸馏水洗涤抽滤至中性,无水乙醇抽洗2遍,60℃真空干燥10h左右,得样品记作N1.同样方法,掺杂28%的Al,即称取0.0072m ol镍盐、0.0028m ol铝盐与0.0342m ol NaOH 反应,NaOH用量比正常化学计量比的量(0.0228m ol)过量50%,制备的样品记作NA1.而同量的镍盐和铝盐先加1～2滴聚乙二醇(300)混匀后,再与同量的NaOH混研,得样品NAG1.同法,掺杂C o,Z r的样品分别记作NCG1,NRG1.1.2.2　有机液相法将Ni(NO3)2・6H2O(研细)加6m L聚乙二醇(300)于小烧杯中,搅拌30min后,加入NaOH(n Ni2+∶n OH-=1∶3),搅拌15 h,加入60m L无水乙醇,搅拌1h左右,抽滤,蒸馏水、无水乙醇交替冲洗数遍,60℃真空干燥3h,得到样品记作NG2,同法掺杂28%Al,C o,Zn得到样品分别记作NAG2,NCG2和NZG2,镍盐、掺杂剂和NaOH的用量同1.2.1节.1.3　电化学性能测试循环伏安测试采用三电极体系:20mg待测样品+20mg 石墨+10mg乙炔黑+1滴35%K OH溶液,混合均匀,装入电池模具中,在铂集流片上压成约0.5cm2的小圆片作为工作电极,铂丝作为辅助电极,自制的Hg/HgO电极作为参比电极,用带鲁金毛细管的盐桥与工作电极室相连,测试使用的电解质溶液是35%K OH.测试前工作电极加入电液平衡5h 左右.将平衡好的工作电极接入CHI660电化学工作站,进行CV测试扫描范围为0～0.7V(vs.Hg/HgO),扫描速度为0125mV/s,样品循环扫描10周.2　结果与讨论2.1　TEM测试结果TE M照片(图1)显示所有样品均为纳米级粒子,样品NCG1为针状,其余均为球形,且随着有机表面活性剂聚乙二醇的加入,纳米粒子分散性渐好,粒子渐大且趋于均一.这是因为表活剂吸附在粒子表面形成微晶胞,微晶胞之间存在静电斥力,降低了纳米粒子的团聚[10];同时,微晶胞聚乙二醇层通过吸收反应过程中部分粒子碰撞能及反应热,降低反应温度,来影响成核和核长大过程,从而控制微粒粒径[11]. 2.2　循环伏安测试结果图2分别是各样品循环伏安图.所有样品均出现1个还原峰和1个析氧峰,除样品NCG1和样品NCG2的循环伏安曲线图分别出现2个和3个氧化峰外,其余样品均出现1个氧化峰.0.5V左右出现的氧化峰,对应着Ni2+→Ni3+氧化反应;0.7V附近出现的析氧峰,对应着2OH-→H2O+(1/2)O2 +2e-反应.此外,在-0.2V左右出现的还原峰,对应着Ni3+→Ni2+还原反应.掺杂钴样阳极扫描过程出现的多峰现象,使电极反应不再是单纯的Ni2+→Ni3+氧化过程(见图中2e,f),说明钴也发生了变价.各样品氧化还原峰电位值列于表1(以循环扫描第4周数据为例).化学掺杂样品E R与掺杂阳离子z/r的关系如下:(1)E R2z/r经验式各掺杂阳离子的r和z/r值列于表2.分析表1,2数据,发现不同金属阳离子的掺杂样品z/r值增大,其相应的E R 值也增大.而同类金属阳离子掺杂样品,NA1→NAG1→NAG2, E R渐小;NCG1→NCG2,N1→NG2,E R渐大.说明聚乙二醇的添加量对反应物粒子E R值有不同影响,即反应条件对E R 值有一定影响.因为实验的电化学测试条件是相同的,不同的是合成条件,所以根据合成条件不同,将各样品分组:第1组是制备过程中未加聚乙二醇的样品(N1,NA1);第2组是制备过程中加少量聚乙二醇的样品(NAG1,NRG1,NCG1);第3组是制备过程中加大量聚乙二醇的样品(NG2,NAG2, NZG2,NCG2).通过分析表明,同组不同掺杂样的E R与z/r存在这样一个经验关系式:E R1-1000(A1-A2)+100sgn([100A2]-[100A1])=E R2(1)聚乙二醇理论上不参加样品组成,加入的目的是使样品纳米化,并且提高纳米粒子的分散性,但大量加入时(如第三组样品),应将其影响考虑进去,故对式(1)进行修正得式(2):E R1-1000(A1-C-A2)+100sgn{[100(A2-A1)]-│[100(A1-C)]│}=E R2(2)式中sgn x为符号函数sgn x=-1x<00x=01x>06951 化学学报V ol.62,2004图1　不同样品的TE M照片Figure1　TE M Photographs of sam ples[a]为取a整数部分:如[3.14]=3,[-3.14]=-4,x代表([100A2]-[100A1])和{[100(A2-A1)]-│[100(A1-C)]│}, a代表100A2,100A1,100(A2-A1)或100(A1-C);E R1, E R2分别是样品1,2的E R值;A1,A2分别是样品1,2掺杂阳离子的z/r值,C是共价碳的z/r值(C=0.0520).经验式各项所代表的物理意义:1.左边第一项E R1及右边E R2是样品1,2的还原峰电位.2.左边第二项[1000(A1-A2)]是掺杂阳离子种类不同的影响项,即不同阳离子具有不同的z/r值,而引起E R值的差异.3.左边第三项{100sgn([100A2]-[100A1])}是极化作用影响项.ⅰ.当z/r值相差大时,[100A2]≠[100A1],极化作用的影响不可忽略,在第一、二项{E R1-1000(A1-A2)}基础上,样品1,2的E R值相差100.ⅱ.当z/r值相差不大时,[100A2]=[100A1],有sgn(0) =0,此时极化作用差异影响不大,可以忽略.如掺杂Al样与掺杂Z r样.(2)E R与z/r关系现以掺杂Al样为样品1进行计算举例,例如第一组样品中,设NA1为样品1,N1为样品2,它们的CV图中还原峰电位值分别为E R1(25810mV),E R2(12910mV),Al3+的z/r 值为A1(01059),Ni2+的z/r值为A2(01029),将E R1,A1,A27951N o.17崔静洁等:纳米级复合氢氧化镍的循环伏安研究图2　各样品在0.25mV/s扫速下扫描10周的循环伏安曲线Figure2　C V curves of sam ples for the first10circles at scan rate0.25mV/s(a)N1;(b)NA1;(c)NAG1;(d)NRG1;(e)NCG1;(f)NCG2;(g)NG2;(h)NAG2;(i)NZG2表1　样品氧化还原峰电位值数据T able1　Characteristic v oltages of sam ples in the forth cycling scans样品N1NA1NAG1NCG1NRG1NG2NAG2NCG2NZG2 E0/mV564.3601.5562.3562.3/440.5450.9605.8697.1577.6/465.5/351.7671.3 E R/mV129.0258.0236.7108.7228.6135.3215.7166.1127.5表2　离子z/r值表T able2　z/r Data of ions for metallic positive ions阳离子Ni2+Al3+Z r4+C o2+C o3+Zn2+C共价r/pm69517972637477z/r0.0290.0590.0510.0280.0480.0270.052 z—金属阳离子价电子数,r—阳离子半径[12].值代入经验式(1),计算出样品2(N1)的还原峰电位值E R2=12810mV,与CV图中还原峰电位值E R2(12910mV)相比,相对误差为0178%,同理可以运用公式对其它样品进行计算,计算结果列于表3.由表3可以看出以下几点:1.第1,2组误差较小,实验值与计算值符合较好,但第3组误差较大.即随着聚乙二醇的加入量增加,误差增大.事实上,当大量加入时,聚乙二醇可能与掺杂阳离子发生特性吸附或配位作用,参与了样品组成.8951 化学学报V ol.62,2004表3　各样品E R计算值以及与实验值相对比的百分误差率T able3　Deviation of calculated and observed E R value for different sam ples样品实验值(E R/mV)z/r计算式计算值(E R/mV)误差第1组N1129.00.029(1)128.00.78% NA1258.00.059(1)259.00.39%第2组NAG1236.70.059(1)236.60.04% NRG1228.60.051(1)228.70.04%NCG1108.70.028(C o2+)0.048(C o3+)(1)105.7125.72.7%15.6%第3组NG2135.30.029(2)137.7 1.7% NAG2215.70.059(2)217.30.7%NZG2127.50.027(2)135.7 6.4%NCG2166.10.048(C o3+)0.028(C o2+)(2)(2)156.7136.75.6%17.7% 2.聚乙二醇加入量相同时(同组比较),对z/r值小的样品影响大,例如:Zn2+,C o2+,Ni2+的z/r值分别为01027, 01028,01029,都比较小,相应的掺锌、镍、钴的样品均比同组其它样品误差大.而z/r值大的Al3+,Z r3+,误差较小,这是离子极化作用能力不同造成的.3.聚乙二醇对掺杂变价金属阳离子的样品影响要大.例如钴是变价金属,因此表3中各组掺钴样的误差均是最大的.并且对第2组掺钴样品NCG1来说,若分别以二价和三价钴的z/r值计算,三价钴离子误差大,说明在第2组实验条件下,由于聚乙二醇加入量少,钴主要以二价存在;而第3组掺钴样品NCG2,用二价钴离子的z/r值计算误差大,说明随着聚乙二醇加入量增大,钴主要以三价形式存在.对z/r值增大,E R值相应增大的现象,可以从晶体结构的角度作进一步地解释.因为离子的极化作用大小与其所带电荷(z)和体积有关,表现为:z越大,r(离子半径)越小,极化作用越大.当z相同的离子,可以只比较r来判断极化作用大小;而当z不同时,应用z/r值(电荷半径比)来比较各离子的极化作用大小,即z/r值越大,相应的极化作用越大,晶格能越大,晶体越稳定.又因为极化作用是影响物质晶体结构型式的因素之一,特别当z/r值相差大时,极化作用将成为影响不同物质晶形结构的主要因素.事实上,将z/r值大的阳离子掺杂到Ni(OH)2电活性物质中,形成水滑石型的双氢氧化合物(Ni2M LDHs)结构,由于它们的极化作用大,易使阴离子进入层中,且结合牢固,拉长c轴,使Ni(OH)2呈现稳定的高能态的α相结构,而α相Ni(OH)2的E R较大,故z/r值大的掺杂阳离子制备的复合Ni(OH)2相应的E R值也大.例如,XRD测定表明:NAG2是α2Ni(OH)2;NRG1是α/β混合型Ni(OH)2,NCG2是β2Ni(OH)2,相应地还原峰电位,前两者较高(图略).而对于聚乙二醇对掺杂钴样的影响,也可以从结构学方面来解释.因为z/r值较大的阳离子(如C o3+)易使相反电荷的离子极化,即高价离子属缺电子状态,易与电子给予体(如O2-)聚合形成复合络合物.也就是说,高价态离子C o3+晶格半径小,晶格能大,三价钴比二价钴配位能力要强,在配合物中更稳定.并且循环伏安曲线上,NCG1出现2个氧化峰,NCG2出现3个氧化峰,这些差异说明钴发生了变价,并且是与聚乙二醇发生不同程度的配位反应的佐证.3　结论1.采用低温固相法和有机液相法制备出Ni(OH)2及化学掺杂金属阳离子的复合Ni(OH)2,TE M测试分析表明样品均为纳米级粉体.除样品NCG1外,其余均为球形,且随着有机表面活性剂聚乙二醇的加入,纳米粒子分散性较好,粒子大小趋于均一.2.通过循环伏安测试,发现样品还原峰电位值(E R)与掺杂阳离子的z/r值呈现一定的关系,表现为z/r值越大,样品E R值也越大.由此总结出一个经验关系式:E R1-1000(A1-A2)+100sgn([100A2]-[100A1])=E R2.掺杂高价态金属阳离子易形成α2Ni(OH)2,是E R值大的主要原因.此外,通过公式计算表明,聚乙二醇通过与掺杂金属阳离子配位作用同样会影响样品的E R.R eferences1Cécile,T.;Liliane,G.2D.;Christiane, F.;Alain, D.;Claude,D.J.Mater.Chem.2000,10,1185.2Susana,I.;Córdoba,T.;K ellie,P.;Marcos,M.;Raberto, M.T.J.Electrochem.Soc.2001,148(10),A1179.3Jayashree,R.S.;Vishnu,K.P.J.Power Sources2002,107, 120.4G ianni,A.C.;Christian,D.;Zbigniew,W.J.Mater.Chem.2002,11,912.5Chen,J.2H.;Bradhurst,D.;D ou,S.2X.;Liu,H.2K.J.9951N o.17崔静洁等:纳米级复合氢氧化镍的循环伏安研究Electrochem.Soc.1999,146(10),3606.6Liu,J.2H.;Y ang,J.2W.;T ang,Z.2Y.Chin.J.Appl.Chem.2000,17(4),387(in Chinese).(刘建华,杨敬武,唐致远,应用化学,2000,17(4),387.) 7Wang,Z.2L.;T ang,Z.2Y.;Lei,R.Liaoning Chemical Industry2001,30(2),57(in Chinese).(王占良,唐致远,雷荣,辽宁化工,2001,30(2),57.)8Y ang,S.2T.;Chen,G.2R.;Y in,Y.2H.;Chen,H.2J.;Jia, J.2H.Chin.J.Appl.Chem.2001,18(9),689(in Chinese).(杨书廷,陈改荣,尹艳红,陈红军,贾俊华,应用化学, 2001,18(9),689.)9Y uan,A.2B.;Zhang,J.2Q.;Cao, C.2N.Chin.J.Power Sources2001,25(1),53(in Chinese).(袁安保,张鉴清,曹楚南,电源技术,2001,25(1),53.) 10Wei,Y.;X ia,X.Chin.J.Battery1998,28(5),223(in Chinese).(魏莹,夏熙,电池,1998,28(5),223.)11Wang,W.2Z.;Liu,Y.2K.;Zhan,Y.2J.;Zheng, C.2L.;Wang,G.2H.J.Mater.Res.Bull.2001,36,1977.12Inorganic Chemistry T eaching and Research Section of Peking N ormal University(Ed.)Textbook o f Inorganic Chemistry,2nd ed.,Higher Education Press,Beijing,1986,pp.477～486(in Chinese).(北京师范大学无机化学教研室编,无机化学,第2版,高等教育出版社,北京,1986,pp.477～486.)(A0309111　SHE N,H.)0061 化学学报V ol.62,2004。

分类号ＵＤＣ硕士学位论文氢氧化镍作为超级电容器电极材料的电化学性能研究Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｎｉｃｋｅｌｈｙｄｒｏｘｉｄｅａｓｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ名：李宏亮业：化学工程所）：化学化工学院师：彭红建副教授刘素琴教授论文答辩日期盘竺：兰：堡答辩委员会主席中南大学２０１２年５月姓专豕教者科完导作学学指中南大学硕士学位论文摘要摘要电化学电容器又称为超级电容器，由于它比二次电池具有更高的功率密度和更长的循环寿命以及比普通的双电层电容器具有更高的能量密度，所以电化学电容器作为一种动力电源在实际应用中起到越来越重要的作用。

氢氧化镍由于其很好的电化学氧化还原活性以及有很好的发展空间使他成为一种有希望的超级电容器电极材料。

氢氧化镍有Ｃ【和Ｄ两种不同的物相。

它们都属于八面体层状结构，一般呈块状或者片状。

伐．Ｎｉ（ＯＨ）２是一种羟基缺失相，在它的层间含有阴离子和水分子，１３－Ｎｉ（ＯＨ）２是化学计量比化合物。

尽管ａ－Ｎｉ（ＯＨ）２具有更高的比容量，然而在强碱性介质下，ａ－Ｎｉ（ＯＨ）２不能稳定存在并很快转变成１３－Ｎｉ（ＯＨ）２，所以ａ－Ｎｉ（ＯＨ）２作为超级电容器电极材料在实际应用中受到了限制。

１３－Ｎｉ（ＯＨ）２纳米晶的电化学性能主要取决于它的微观形貌，比表面积，所以合成一种具有理想特征的，如高电子电导率，低扩散阻抗，高电活性面积纳米结构１３－Ｎｉ（ＯＨ）２是很有必要的。

本课题用一种很简单的均匀共沉淀法合成了片状氢氧化镍纳米材料Ａ和新型的硬币状１３－Ｎｉ（ＯＨ）２纳米材料Ｂ，并将其应用于超级电容器电极材料。

采用ＸＲＤ、ＦＴＩＲ、ＳＥＭ和ＴＥＭ等方法对其物相、形貌进行了表征。

结果表明／３－Ｎｉ（ＯＨ）２纳米材料Ｂ具有硬币串式结构，这种结构的１３－Ｎｉ（ＯＨ）２具有很好的电化学性能。

本文考察了具有硬币串式结构的纳米氢氧化镍的电化学性能并将其与１３－Ｎｉ（ＯＨ），纳米材料Ａ的电化学性能进行了对比，并对１３－Ｎｉ（ＯＨ）２纳米材料Ｂ形貌成长过程做了初步推测。

电池正极材料纳米氢氧化镍的制备新进展林才顺(中南大学资源环境与建筑工程学院,湖南长沙410083)摘要:综述了电池正极材料纳米氢氧化镍的几种制备方法及其工艺条件和主要特点,描述了纳米氢氧化镍的结构特征及电化学性能,探讨了转化温度、表面活性剂、反应物浓度以及硝酸根离子对形成纳米氢氧化镍颗粒尺寸与形貌的影响,指出纳米氢氧化镍作为电池正极材料具有光明的前景,但对生产技术还需进一步研究。

关键词:纳米材料;氢氧化镍;制备;电化学性能中图分类号:T Q 138.13;T M 911.14文献标识码:A 文章编号:1009-2617(2004)02-0061-05收稿日期:2003-09-04作者简介:林才顺(1973-),男,硕士研究生,主要从事湿发冶金、金属回收及电池正极材料的制备和开发。

作为电池正极材料的氢氧化镍在化学电源的发展过程中占有很重要的地位,被广泛使用到各种镉镍电池、储氢电池、锌镍电池和铁镍电池,所以制备和研究高活性、高容量、高密度的电池正极材料氢氧化镍十分重要。

与普通氢氧化镍相比,纳米氢氧化镍材料具有更优异的电催化活性、高的放电平台、高的电化学容量以及高的密度,因此,它的制备方法和应用特性引起了众多研究者的兴趣和关注,成为竞相研究的热点[1,2]。

目前,许多科技工作者已经研制出多种纳米氢氧化镍的合成方法,如沉淀转化法、均相沉淀法、无水乙醇法、湿法化学合成法、配位沉淀法、离子交换法、微乳液法、高能球磨法以及固相反应法等[3],对其电化学性能和质子扩散行为也有较多研究。

本文从纳米氢氧化镍的制备方法、结构特征和电化学性能3个方面对近年来的研究状况和进展进行综述。

1纳米氢氧化镍的制备方法1.1沉淀转化法沉淀转化法是根据难溶化合物溶度积的不同,通过控制转化条件来限制颗粒生长和防止颗粒团聚,从而获得分散性较好的超微粒子。

通过镍盐和草酸盐反应生成草酸镍盐,控制反应体系温度、搅拌强度、pH 等工艺条件,再加入一定量的表面活性剂和碱液,使之发生沉淀反应。

第58卷第4期 2021年4月撳鈉电子技术Micronanoelectronic TechnologyVol.58 No. 4April 2021《材料与结构$DOI：10. 13250/ki.wndz.2021.04. 002 NiMo04-CoMo04纳米复合材料的制备及其电化学性能王广建，陈征，周桃(上海电力大学数理学院，上海 200090)摘要：通过两步水热法，在泡沫镍基底上成功制备了 NiMo04-CoMo04纳米复合材料。

借助X 射线衍射仪（XRD)研究材料的晶格结构，利用扫描电子显微镋（SEM)及其X射线能谱仪(EDS)研究材料的表面形貌和元素组成。

在2 mol/L的K O H电解液中，采用三电极体系对NiMoOrCoMoC^纳米复合材料进行循环伏安、恒电流充放电、交流阻抗和循环充放电测试，分 析电极的电化学性能。

结果表明NiMoO4-CoM0〇4复合电极具有良好的电化学性能和循环稳定性：在l A/g的电流密度下，材料的比电容为219.8 F/g,经过1000次循环后，比电容保持率 为101.3%。

所合成的NiMo04-CoMo()4纳米复合材料为未来高性能超级电容器电极材料的选择 提供了参考，也必将具有良好的应用前景。

关键词：NiMo04-CoMo04;纳米材料；水热法；超级电容器；电极材料中图分类号：TB383 文献标识码：A文章编号：1671-4776 (2021) 04-0292-()4Preparation and Electrochemical Properties ofNiMo04-CoMo04NanocompositesWang Guangjian,Chen Zheng,Zhou Tao{College o f M athem atics and Physics 9Shanghai U niversity o f Electric Power ^Shanghai20()090» C hina) Abstract：NiMo04-CoMo04nanocomposites were successfully prepared on the substrate of nickel foam by a two-step hydrothermal method.The crystal structure of the material was studied by the X-ray diffractometer (XRD),and the surface morphology and element composition of the ma­terial were researched by the scanning electron microscope (SEM)and X-ray energy dispersive spectrometer (EDS).The cyclic voltammetry,galvanostatic charge-discharge,alterating current impedance and cyclic charge-discharge tests of the NiMo04-CoMo04nanocomposites were carried out in the 2 mol/L KOH electrolyte with three-electrode system,and the electrochemical properties of the electrode were analyzed.The results show that the NiMo04-CoMo04composite electrode has good electrochemical properties and cycle stability.The specific capacitance of the material is219. 8 F/g at a current density of1A/g，and the retention rate of the specific收稿日期：2020-10-17基金项目：国家自然科学基金资助项目（51402186)通信作者：周桃，E-mail: *****************.cn292王广建等：NiMoCU-CoMoO,纳米复合材料的制备及其电化学性能capacitance is101.3% after1000 cycles.The synthesized NiMo04-CoMo()4nanocomposites provide a reference for the selection of electrode materials for high performance supercapacitors and will have a good application prospect.Keywords：NiMo()4-C〇Mo04；nanomaterial；hydrothermal method；supercapacitor；electrode material PACC：6146()引言作为一种新颖的能量储存装置，超级电容器具 有诸多优势，如比电容高、功率密度大、充电迅 速、安全稳定以及绿色环保等。

纳米氢氧化镍的研究进展
李稳;姜长印;万春荣
【期刊名称】《电池》
【年(卷),期】2004(034)006
【摘要】纳米氢氧化镍具有比微米级球形氢氧化镍更好的电化学性能,成为了国内外近年来MH/Ni电池正极材料领域研究的热点之一.综述了几年来国内外制备纳米氢氧化镍的主要方法,并对各个方法的主要特点进行了评述.对纳米氢氧化镍性能研究进展进行了综述,对存在的问题和发展的方向进行了分析.
【总页数】2页(P440-441)
【作者】李稳;姜长印;万春荣
【作者单位】清华大学核能与新能源技术研究院材料化学实验室,北京,100084;清华大学核能与新能源技术研究院材料化学实验室,北京,100084;清华大学核能与新能源技术研究院材料化学实验室,北京,100084
【正文语种】中文
【中图分类】TM912.2
【相关文献】
1.纳米氢氧化镍的研究进展 [J], 余丹梅;周上祺;陈昌国;王华清
2.氢氧化镍纳米材料的研究进展 [J], 叶玉;魏端丽
3.纳米级氢氧化镍电极材料的研究进展 [J], 庄玉贵
4.纳米氢氧化镍修饰碳糊电极电膜萃取和微分脉冲伏安法测定敌草隆 [J], 朱永春;
王佳;那宝双;辛士刚;张洪波
5.碱性电池用纳米氢氧化镍研究进展 [J], 刘小虹; 余兰
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

纳米界面结构氢氧化镍的制备及其电性能
危亚辉;张翔宇;欧阳红勇;周新东;彭美勋
【期刊名称】《矿冶工程》
【年(卷),期】2009(29)3
【摘要】采用液相受控结晶沉淀法制备了纳米界面结构氢氧化镍材料,重点考察了界面结构纳米化对目标化合物的物化性能及其滗电性能的影响,应用SEM、循环伏安和恒电流充放电等方法对产物进行了结构表征和性能测试.结果表明,氢氧化镍材料界面结构适度纳米化后,材料的形貌结构得到进一步改善,并且材料的放电容量和化成速度明显提高;纳米氢氧化镍包覆层的含量占10%左右综合性能较好.
【总页数】3页(P82-84)
【作者】危亚辉;张翔宇;欧阳红勇;周新东;彭美勋
【作者单位】湖南金能科技股份有限公司,湖南,长沙,410012;长沙矿冶研究院,湖南,长沙,410012;长沙矿冶研究院,湖南,长沙,410012;长沙矿冶研究院,湖南,长
沙,410012;湖南科技大学化学化工学院,湖南,湘潭,411201
【正文语种】中文
【中图分类】TM911
【相关文献】
1.铝取代微/纳米结构氢氧化镍的制备及电化学性能 [J], 孙海峰;蒋文全
2.覆 Co（II）纳米氢氧化镍的结构及电性能 [J], 夏攀;杨静;邓邦君;赵双琪;余国锋;詹炳然;周环波;葛杏莉
3.覆Co(Ⅱ)纳米氢氧化镍的结构及电性能 [J], 夏攀;杨静;邓邦君;赵双琪;余国锋;詹炳然;周环波;葛杏莉;
4.电纺PVA/HBPL荧光纳米纤维膜的制备及其结构性能表征 [J], 孙虹;邹黎明;卢宏伟;许永静;刘波
5.SiO_(2)纳米纤维膜的电纺制备及结构性能优化 [J], 宋一龙;赵芳;李志尊;黄红军因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

纳米多级孔镍合金复合电极的制备及电催化析氢性能研究一、本文概述随着能源需求的日益增长和环境问题的日益严峻，寻求高效、可持续的能源转换和存储技术已成为全球科研和产业界的共同目标。

电催化析氢反应（HER）作为清洁、高效的能源转换方式之一，受到了广泛关注。

在众多催化剂中，纳米多级孔镍合金因其高比表面积、优异的导电性、良好的催化活性以及低廉的成本，被视为极具潜力的HER催化剂。

因此，本文旨在研究纳米多级孔镍合金复合电极的制备方法，并深入探索其电催化析氢性能，为开发高效、低成本的电催化析氢催化剂提供理论支持和实验依据。

本文首先介绍了纳米多级孔镍合金复合电极的制备过程，包括材料选择、结构设计、制备方法以及复合电极的表征手段。

在此基础上，通过电化学性能测试，系统研究了纳米多级孔镍合金复合电极在电催化析氢反应中的催化活性、稳定性和耐久性。

本文还探讨了纳米多级孔结构、合金成分以及电极制备条件对电催化性能的影响，为进一步优化催化剂性能提供了理论指导。

本文总结了纳米多级孔镍合金复合电极在电催化析氢反应中的优势和潜在应用前景，并指出了当前研究中存在的问题和未来的研究方向。

通过本文的研究，有望为开发高效、低成本的电催化析氢催化剂提供新的思路和方案，推动清洁能源技术的发展和应用。

二、文献综述随着全球对可再生能源需求的日益增长，氢能源作为一种清洁、高效的能源形式，受到了广泛关注。

在氢能源的制取过程中，电催化析氢技术因其高效、环保的特性，成为了研究的热点。

电催化析氢反应的性能很大程度上取决于催化剂的性能，因此，开发高效、稳定的电催化剂对于推动氢能源的应用具有重要意义。

纳米多级孔镍合金作为一种新型的电催化剂，在电催化析氢领域展现出了良好的应用前景。

其多级孔结构不仅提供了丰富的活性位点，还有利于传质过程，从而提高了催化活性。

同时，镍合金的组成可调，可以通过改变合金的成分来优化其催化性能。

目前，关于纳米多级孔镍合金复合电极的制备及电催化析氢性能的研究已经取得了一定的进展。