论文部分内容阅读
二元过渡金属氧化物NiCo2O4是锂离子电池、电容器以及燃料电池的理想的活性电极材料。这种材料具有很多优势，如低廉的价格、丰富的资源以及环境友好等，但最重要的是它具有较高的电导率，比单金属氧化物NiO和Co3O4高出两个数量级。较高的电导率可以加速电子在电极中的传导速度。得益于此，最近很多文献报道了NiCo2O4在电容器和燃料电池电极材料上的应用。本文以泡沫镍为基底，设计并合成了NiCo2O4及其复合物纳米阵列，并对其电容性质以及电催化甲醇性质进行了测试。（1）利用水热法，以泡沫镍为导电基底，合成了价格低廉的NiCo2O4纳米片和纳米布阵列，两个样品将直接作为工作电极进行电催化甲醇测试。利用TEM，SEM，XRD，XPS和EDS测试对样品的物理性质就行了表征。利用CV，CA和EIS测试对样品的电催化甲醇性能进行了表征。结果表明，NiCo2O4纳米片和纳米布阵列都有优异的电催化甲醇性能，包括较低的初始极化电压（0.19V，0.18V），较高的电流密度（111mAcm-2，134mAcm-2）和出色的电化学稳定性（90%，88%）。我们发现，两个电极优异的电催化甲醇的性能主要来源于其特殊的三维孔道结构。这种结构可以为反应提供更多的活性位点并加快离子的传递速率，进而提高了样品的催化性能。（2）利用电沉积法将Ni-S纳米片生长在NiCo2O4纳米片阵列上，合成了结构新颖的核-壳NiCo2O4@Ni-S纳米片功能材料。弱晶态的Ni-S纳米片均匀的覆盖在水热合成的NiCo2O4纳米片阵列上，本章直接将样品作为工作电极并进行电化学性能测试。NiCo2O4@Ni-S核-壳纳米片的电容性质得到了明显的提升，在8mAcm-1时，其比面积电容为1.85F cm-1，具有较好的倍率特性和稳定性。另外，样品的比面积电容的衰减主要是由于在循环充放电过程中，Ni-S层褶皱引起的。