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纳米材料在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围,它具有小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应,因而展现出许多特殊的性质,在电子、机械、纺织、催化、能源和医药等方面具有广阔的应用前景。 本文的研究内容主要包括两部分,一是制备出在可见光下具有较好催化活性的二氧化钛/γ-二氧化锰纳米复合材料和具有较大比表面积的纳米二氧化钛,二是制备出具有较大比电容的氧化镍和氧化钴纳米材料,并对它们的电容性能进行了较为详细的研究。全文共分为六章,具体内容安排如下: 第一章介绍了相关的基本知识,以及本论文的研究背景、意义和主要工作。 第二章采用低温水热法,制备出二氧化钛/γ-二氧化锰复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究其形貌和晶型,其平均粒径约为32.6 nm,呈棒状或针状纳米结构。紫外-可见光(UV-Vis)吸收光谱显示出样品具有较好的吸光性能,并估算出其能隙大小约为3.03 eV。在可见光下催化降解罗丹明B(RhB)的实验结果表明,当Ti与Mn的摩尔比约为54:1时,样品达到最佳光催化效果。 第三章以钛酸丁酯为钛源,采用流变相法制备出比表面积高达423.7 m2/g的二氧化钛纳米颗粒。通过XRD和SEM表征显示其为锐钛矿型,平均粒径约为8.4 nm。光催化实验表明,其在可见光下催化反应180 min后,能将罗丹明B降解95%左右。 第四章以四氯化碳为模板,利用醇热法制备出具有较好晶型的花菜状氧化镍(NiO)纳米材料,通过XRD表征显示其为单晶氧化镍。本章还对电化学电容器常用的测试方法:循环伏安法和恒流充放电法的原理进行了详细的介绍。循环伏安测试结果表明其在较小的扫描速度下具有较好的电容性能,恒流充放电测试结果表明其在0.5 A/g的电流密度下,比电容可以达到245.7 F/g。 第五章同样采用醇热法制备出了四氧化三钴(Co3O4)纳米材料,通过 XRD和SEM表征显示其晶型为单晶 Co3O4,呈玉米棒状的管状结构。恒流充放电测试结果表明在1 A/g的电流密度,比电容可以达到227.8 F/g。最后研究了其在不同电解液中的电化学性能,结果表明当氢氧化钾的浓度为6 mol/L时表现出最佳的电化学性能,在1 A/g的电流密度下,比电容增加到311.8 F/g。 第六章对全文进行总结并对后续研究加以展望。