介孔氧化钴的制备及其性能研究(3)

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在众多作为介孔材料的金属中，氧化钴由于钴氧化物因其稳定的化学性能和磁性被广泛应用在介孔材料的领域。氧化钴作为介孔材料时由于其自身具有较大比表面积和孔径，从而增加材料作为电极材料的电化学性能。本课题所研究的就是氧化钴的合成制备及其作为介孔材料的电化学性能研究。

1.3文献综述

1.3.1氧化钴的制备

氧化钴(Co203)是钴的高价氧化物，理论含钴量为71.06%，含氧量为28.94%，密度为6.079/cm3。它是一种黑色无定形粉末，加热时会生成四氧化三钴。氧化钴纳米线的超级电容性得到很好的研究。高性能电化学能量存储系统是非常需要的。在今天的信息丰富，流动的社会，各种电源中超级电容器代表了新兴能源存储技术，提供快速充电能力，高功率密度，循环寿命长，他们有一个重要的作用，包括从便携式电子设备，混合动力电动汽车的能量存储字段中，在补充或更换电池。早期的研究主要集中在超级电容器中碳质材料的基础上的电气双层电容器（双电层电容器），得到相对较低的比电容和不稳定，但充放电倍率高。这样的有限的具体的双电层电容器的电容远离完美满足更高的要求，在电动汽车的峰值功率援助。在近几年中，基于伪电容材料的超级电容器已引起相当大的兴趣，由于其高得多的能量密度和电容比（碳质材料的几倍大），这源自多电子可逆氧化还原拉第反应。其中可用的赝电容候选中，被认为是一个最有吸引力的材料，由于它的高比电容（理论比容量可达，良好的能力保留和氧化还原反应。尽管有高电容性能，对于赝电容材料，离子和电子在电极中的快速顺利传输仍然是需要解决的问题。为了提高氧化还原反应，目前已经投入了很多研宄以获得具有大比表面积、离子和电子的扩散路径短的多孔纳米材料，用以提高功率密度和赝电容材料利用率。目前氧化钴制备的研究有很多，曹林[1]采用一种很简便的试验方法制得了平均直径为3nm左右的氧化钴微粒材料，并且以氧化钴作为了电化学电极，研究表明无论是从双电层电容原理来看还是从法拉第电容原理来看，电容的高低与材料的比表面积有关联，此实验制得的氧化钴材料显示出非常高的电容特性，最高电容比可达401F/g。由此看见氧化钴作为材料有其优异的特质。刘辉辉[2]等人用模板水热法合成了纳米氧化钴材料，并用透射纳米纤维镜观察了样品的形态，发现了此多晶形式存在的材料具有高密度的晶界，并使其材料具有更大的比表面积，使得其作为电化学电极材料更加优秀。

V.Venkatachalam and R.Jayavel[3]使用超声沉淀法合成了纳米晶氧化钴材料。合成的材料呈现的是立方向的，还有就是形成了团聚成球状大小的。通过有系统的测试材料的电化学性质，结果显示了材料在电流密度为1A/g的情况下电容量为530F/g，表明了氧化钴是很有发展前景的电极材料。

在研究中发现由于氧化钴的导电性能并没有很好，所以探究氧化钴作为材料时在其中掺入了碳材料使其具有更好的电化学性能。樊阳[4]等人采用水热合成和煅烧制备了氧化钴和氧化碳的复合材料，通过一系列的表征,探究出了该复合材料具有良好的电化学性能，环保的氧化钴与碳复合有利于材料的比电容和循环稳定性，是极具有前景超级电容器材料。刘萍[5]采用微湿含浸-溶剂热法制得了氧化钴/有序孔炭超级电容器复合材料，并为了研究复合材料的电化学性能对材料进行了500次充放电测试，其电容保持率仍可达到92%，说明次复合材料具有很好的循环稳定性并在超级电容器材料应用中有很好的前景。