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钴/镍氢氧化物是一类性能十分优异的功能材料,在能量存储、催化及传感等领域应用前景广阔。本课题以钴/镍金属氢氧化物及其复合材料为研究对象,旨在提供一种简便、绿色、新颖的制备钴/镍金属氢氧化物及其复合材料的方法,获得电化学性能和催化性能较为理想的功能纳米材料。利用相关分析测试手段对目标材料的形貌、晶型结构和组成等进行了分析表征。采用电化学测试方法研究钴/镍金属氢氧化物及其双金属氢氧化物的电化学性能。并且,对制备的(钴、镍)金属/贵金属/(钴、镍)金属氢氧化物多层核壳结构的潜在的催化性能进行了探讨性研究。主要内容如下: 1.以硝酸钴/硝酸镍为原料,水为溶剂,聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂,在惰性气体下保护加入还原剂硼氢化钠还原金属前驱体,以生成的单质钴或镍为中介,通过单质纳米球的进一步反应来获取目标产物钴/镍氢氧化物。该制备方法简单新颖,反应条件温和,环境友好、无害,在室温下即可完成。该路径可以提供一类具有良好电化学性能的α相氢氧化钴及α相氢氧化镍超薄纳米片超级电容器电极材料。电化学测试结果显示所获得的α相氢氧化钴纳米片在电流密度为3、5、10和20 A·g-1时的比电容分别为423、378、312和233 F·g-1,且在3 A·g-1时经过500次循环充放电后其比电容保留84.2%。 2.在α相钴/镍氢氧化物纳米片的研究工作基础上,采用同样的制备手段,合成钴-镍层状双金属氢氧化物。并且,在引入铁源硝酸铁后,获得了不同铁含量掺杂的铁-钴层状双金属氢氧化物和铁-镍层状双金属氢氧化物,以此来提高电容器电容和循环性能。 3.我们提出了一种有效地制备的M1@M2@M1(OH)2(M1=Co, Ni, M2=Pt/Pd, Pt, Pd, Au)三层核壳结构纳米催化材料。这些材料的共同特征为磁性金属(钴、镍)/贵金属核壳被包覆在氢氧化钴或是氢氧化镍纳米片内,内层的贵金属壳由多孔纳米颗粒组成。金属氢氧化物层为多相催化反应提供了理想的内部反应环境,克制催化剂失活的同时也能够增强稳定性。制备出来的纳米结构对于催化还原对硝基苯酚表现出非凡的催化活性和高稳定。与传统的合成多层核壳结构路线相比,该设计策略连续、温和、高效。此外,通过控制金属盐溶液与贵金属盐溶液用量的比例获得了具有比表面积和孔隙空间更大的yolk-shell三层纳米结构。