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由于具有独特的结构和性能,中空的金属氧化物微纳米材料获得了广泛的关注。目前,制备空心结构金属氧化物的方法主要为模板法。在众多的模板中,使用天然的生物物质作模板由于省去了模板制备的过程,制备条件温和,对环境无污染,且模板种类多,数量巨大,形貌多种多样,成为制备金属氧化物空心结构的一个极具潜力的研究方向。 本文选用常见的单细胞真菌酵母菌为模板,结合直接沉淀法制备得到了空心结构的NiO微纳米球,并探究了硝酸镍的浓度、陈化时间、灼烧温度、表面活性剂等对产物形貌结构的影响。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、X射线能谱仪等方法对产物的形貌结构进行了表征,并分析了其形成机理。 实验结果表明:当硝酸镍与碳酸氢铵的用量按照1:1的条件反应,均为0.5mol·L-1时,在不添加任何表面活性剂,陈化时间为12h,灼烧温度为600℃的条件下可以得到分散良好,形貌规则的NiO空心微球。其粒径在1.5um-2um之间,壳层较厚,呈现立方晶型结构。 将所得的NiO空心微球用作锂离子电池的负极材料,采用恒电流充放电技术对其进行了电化学性能的测试。测试结果表明:其首次放电比容量为1071mA·h·g-1,明显地高于其理论容量(720 mA·h·g-1);100mA·g-1电流密度下充放电循环200次测试表明,其充放电比容量始终高于未加模板时得到的NiO材料的比容量。 此外,为进一步提高制得的NiO空心微球的电化学性能,以葡萄糖为碳源,结合水热法制备得到了不同葡萄糖浓度下的C/NiO空心微球材料。循环性能测试和倍率性能测试表明,当葡萄糖浓度为0.25mol·L-1时,制备得到的C/NiO空心微球较未包碳时得到的NiO材料表现出更好的循环稳定性。