孙举涛
,
黄玉东
,
曹海琳
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2004.03.007
Co3O4纳米粒子填充耐高温有机硅树脂复合材料,可用来制备耐高温热流传感器表面的吸收热辐射材料.Co3O4粒子表面采用接枝处理的方法接枝上甲基丙烯酸丁酯来改善纳米粒子与有机树脂的界面性能和防止粒子间的相互团聚.采用红外分析和热失重分析的方法研究了接枝状态和接枝率.Co3O4纳米粒子的表面处理对复合材料界面性能、吸热性能和耐热性能的影响通过透射电镜(TEM)、热流传感器的校正试验、热失重分析(TGA)和热失重的微分曲线(DTG)进行了研究.结果发现,Co3O4粒子的表面处理提高了其在有机硅树脂中的分散性能,同时提高热流传感器的热流灵敏度.未改性纳米Co3O4粒子的加入降低硅树脂的耐热性;经表面改性的Co3O4粒子的加入,提高硅树脂的耐热性.
关键词:
Co3O4纳米粒子
,
表面处理
,
热性能
,
热失重分析
,
微分热失重分析
沈国柱
,
徐政
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2005.03.010
以CoCl2·6H2O和H2C2O4·2H2O为原料,运用超声沉淀法制备前驱体CoC2O4·2H2O,然后在300℃下煅烧前驱体制得棒状Co3O4纳米粒子.结合TG-DSC热分析,X射线衍射仪和透射电子显微镜等表征手段研究了最终产物的结构和形貌.结果显示产物为棒状立方相Co3O4,其直径大约为100nm,长度范围为0.4-2.0μm,并讨论了棒状Co3O4粒子的形成机理.
关键词:
Co3O4
,
纳米粒子
,
超声
,
制备
刘建勋
,
王作山
,
姜炜
,
杨毅
,
李凤生
稀有金属材料与工程
以碳纳米管为载体,采用化学沉淀法制备了Co3O4/CNTs复合粒子,使用透射电子显微镜(TEM)、X衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、比表面积分析仪(BET)等手段对产物的结构、形貌、粒度和比表面积进行表征,并用差示扫描量热仪(DSC)研究了纳米Co3O4、纯CNTs及Co3O4/CNTs复合粒子对高氯酸铵(AP)及AP/HTPB推进剂热分解的催化效果.结果表明:Co3O4/CNTs复合粒子结晶好、包复均匀、比表面积大;此复合粒子可使AP和AP/HTPB推进剂的高温分解峰分别降低153.06℃和60.0℃,使总表观分解热分别增加了1063 J/g和920 J/g,表现出显著的催化性能,其催化性能明显优于纯纳米Co3O4和纯CNTs.
关键词:
Co3O4/CNTs复合粒子
,
AP
,
推进剂
,
热分解
,
催化
曾良鹏
,
李孔斋
,
黄樊
,
祝星
,
李宏程
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(16)62460-9
通过催化剂将CO转化为无毒气体仍然是目前减少CO污染的主要手段.随着纳米技术的快速发展,纳米催化剂因其在催化反应中呈现出的独特结构效应（如形貌效应、尺寸效应等）而受到人们的广泛关注.已有大量研究表明,纳米Co3O4作为一种非贵金属氧化物催化剂具有强烈的催化形貌效应,展现出优异的CO低温催化活性.因此,通过合理的设计来调控催化剂粒子的形貌,从而进一步改善催化剂的性能已成为近年来催化剂领域的重要研究方向.对于Co3O4纳米催化剂的可控制备,水热法具有反应温和、操作简便和产品形貌易控等特点.早期的研究主要围绕于Co3O4形貌的可控合成以及不同形貌Co3O4催化剂对其催化活性产生的影响,较少有对其形貌形成机制的报道.特别是在水热反应中,系统研究各反应参数对催化剂各异形貌的形成影响鲜有报道.
本文在前人的研究基础上,重点研究了水热反应过程中各主要反应参数对产品形貌控制的影响,绘制了一副不同形貌Co3O4材料的合成过程图,并研究了Co3O4纳米催化剂催化CO氧化的形貌效应.通过水热法先成功合成了三种不同形貌(纳米棒、纳米片和纳米立方)的碱式碳酸钴纳米粒子,然后将其焙烧得到了Co3O4纳米粒子.采用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM), X射线粉末衍射仪(XRD),程序升温还原(H2-TPR和CO-TPR),氮气吸附-脱附比表面积测试(BET),氧气程序升温脱附(O2-TPD), X射线光电子能谱(XPS)等表征手段研究了不同反应参数对纳米碱式碳酸钴前驱体形貌形成的作用和各异形貌Co3O4纳米粒子在催化CO氧化反应中催化性能的差异及原因.
结果表明, Co3O4较好地继承了碱式碳酸钴的形貌,在较低温度条件下(≤140°C),钴源(CoCl2或Co(NO3)2)是影响前驱体形貌的关键因素,反应时间只对粒子的尺寸产生较大影响.低温下, CoCl2作为钴源易诱导生产纳米棒状碱式碳酸钴,而Co(NO3)2则有利于纳米片状生成.当温度高于140°C后,无论何种钴源,最终均制得纳米立方体.表面活性剂CTAB对前驱体的均一性和粒子的分散性产生重要影响,加入CTAB后得到的产品尺寸更均一,形貌更加规整.对比于其他两种形貌的样品, Co3O4纳米片显示出更好的CO催化氧化活性.
XPS结果表明,各形貌Co3O4纳米材料的表面组成存在明显差异,活性物种Co3+含量的不同是影响催化活性差异的重要原因. Co3O4纳米片具有更多的Co3+活性位,立方纳米Co3O4表面吸附氧含量较高, Co3O4纳米棒则暴露出相对更多的Co2+.因此,在三种形貌催化剂上CO氧化反应中, Co3O4纳米片表现出最优的催化活性,纳米立方次之,而纳米棒最差. H2-TPR, CO-TPR和O2-TPD等结果也表明, Co3O4纳米片拥有更强的还原性能和脱附氧能力,其次是纳米立方Co3O4.这与XPS结果一致,证实了不同形貌Co3O4纳米催化剂上暴露活性位的数量和表面氧物种的不同是造成彼此间催化CO氧化活性差异的重要原因.此外,通过稳定性测试发现Co3O4纳米片具有较高的催化稳定性,在水蒸气存在的情况下Co3O4纳米片逐渐失活,但随后在干燥条件下其催化活性又逐渐得到恢复.
关键词:
四氧化三钴纳米催化剂
,
合成过程地图
,
形貌效应
,
催化活性
,
一氧化碳氧化
钟明龙
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2015.02.004
在空气气氛下,通过简单的电热板将氧化沉积在硅基片上的钴薄膜在553～723 K下加热24 h,制备出了大面积Co3O4纳米片,并对纳米片的形貌、晶体结构、生长机制及其磁性能进行了系统研究.结果表明:Co3O4纳米片垂直基片生长,其厚度约为25 ～ 80 nm,长度可达1 μm,纳米片尺寸随热氧化温度升高而增加.与相应的块体材料对比,Co3O4纳米片的Néel转变温度TN显著降低,约为20 K.450℃热氧化形成的样品5K时的磁滞回线具有明显交换偏置,交换偏置场约为9.6×10-3 T.Co膜简单热氧化生成Co3O4纳米片的过程分为两步:首先在Co膜表面由里往外形成了CoO层和Co3O4层,随后Co3O4纳米片在外层的Co3O4氧化层上形核生长,并最终形成了未氧化的Co层/CoO层/Co3O4层/Co3O4纳米片层的多层结构这种较低温度下热氧化生成Co3O4纳米片的生长过程是一种短程扩散生长机制,并受钴离子的向外扩散速率控制,生成的纳米片的形状与Co3O4晶体结构密切相关.
关键词:
Co3O4
,
纳米片
,
磁性材料
,
生长机制
王芳
,
戴洪兴
,
邓积光
,
谢少华
,
杨黄根
,
韩文
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60072-3
采用乙二胺辅助的水热法制备了纳米片聚结的Co3O4微球.利用多种分析技术表征了其物化性质，并评价了其对甲苯燃烧的催化活性.结果表明，由添加1.0 ml乙二胺经140°C水热处理12 h后制得的Co3O4样品呈纳米片聚结的微球状表面形貌. Co3O4微球样品的比表面积约为66 m2 g-1.与体相Co3O4样品相比， Co3O4微球样品具有较高的氧吸附物种浓度和较好的低温还原性.当空速为20000 ml g-1 h-1时，在Co3O4微球样品上甲苯转化率达到50%和90%时的反应温度分别为230和254°C.这与该样品具有较大的比表面积、较高的氧吸附物种浓度和较好的低温还原性相关.
关键词:
氧化钴微球
,
纳米片形貌
,
表面活性剂辅助水热合成
,
甲苯燃烧
魏玉鹏
,
王海燕
,
兰伟
,
卢学峰
,
喇培清
,
马吉强
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.06.007
分别以氨基乙酸、柠檬酸、葡萄糖为燃料,Co(NO3)2·6H2O为氧化剂,采用溶液燃烧法合成C03O4粉体,并对氨基乙酸为燃料合成的Co3O4粉体在500℃、600℃和700℃热处理,研究其结构、微观形貌和磁学性能.研究表明各燃料配制的前驱体溶液在300℃均可发生燃烧反应合成Co3O4粉体,以氨基乙酸为燃料时,合成粉体的颗粒较大,中间有气孔,分散性好,残留少量的氨基乙酸.n(氨基乙酸)∶n(硝酸钴)=1.11∶1时合成的Co3O4粉体600℃热处理后得到了高纯度、分散性好、平均径向尺寸80 nm的Co3O4纳米粉体.以氨基乙酸为燃料合成的Co3O4产物在600℃和700℃热处理后,其矫顽力和剩磁值都比500℃热处理后的要小.
关键词:
溶液燃烧法
,
Co3O4纳米粉体
,
热处理
,
磁性能
李春
,
郭灵虹
,
李自强
,
支肖琼
功能材料
以电解钴、硝酸和尿素为原料,在超声波辐照下,采用均相沉淀-煅烧工艺合成了纳米Co3O4,并对沉淀条件、煅烧温度以及前驱体组成等进行了研究.研究表明,超声波作用可以明显降低前驱体及Co3O4的粒径;所得产物粒子近似为球形,平均粒径为20nm左右.本文首次报道了在常压沸点温度(102±1)℃下通过均相沉淀法获得的前驱体的XRD图谱,并根据TG-DTG、XRD、FTIR以及化学分析确定了其化学组成为CoO3·2Co(OH)21.5H2O.XRD物相分析证明,该前驱体可在200℃以上经3h煅烧转变成立方晶相Co3O4,从而大大节省了热能.TG-DTG分析还表明,前驱体转变为Co3O4时分解和氧化同步进行.
关键词:
纳米四氧化三钴
,
均相沉淀法
,
超声波辐照
,
前驱体
杨华明
,
李云龙
,
唐爱东
,
张向超
,
周灿伟
材料热处理学报
doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2005.04.002
以Co(NO3)2·6H2O和NH4HCO3为原料,利用固相反应合成无定形前驱体,再经焙烧合成Co3O4纳米晶.用X射线衍射(XRD)分析了不同焙烧温度对合成Co3O4晶粒尺寸的影响.研究结果表明:按Scherrer公式估算合成Co3O4纳米晶的晶粒尺寸在10～40nm,焙烧温度越高,晶粒尺寸越大;根据前驱体不同升温速率下的差热(DTA)曲线,用Kissinger和Ozawa法计算合成Co3O4纳米晶的活化能分别为132.77kJ/mol和141.17kJ/mol,差别不大;根据晶粒生长动力学理论计算Co3O4晶粒长大的活化能为15.44kJ/mol,表明热处理过程Co3O4纳米晶粒的长大主要以界面扩散为主.
关键词:
四氧化三钴(Co3O4)
,
纳米晶
,
固相合成
,
动力学
,
活化能
陈伟凡
,
李凤生
,
刘建勋
,
宋洪昌
,
于吉义
催化学报
选用CoCl2·6H2O分别与NaOH, H2C2O4·2H2O, Na2CO3·10H2O及Na2C2O4组成四个反应体系,通过室温固相反应制备了不同平均粒径的纳米Co3O4, 并用X射线衍射和透射电镜对Co3O4的物相、形貌和粒径大小进行了表征. 结果表明, Co3O4的平均粒径分别为23, 30, 35和150 nm, 大小均匀,分散性好. 还用差热分析法考察了纳米Co3O4对高氯酸铵热分解的催化性能,并与微米Co3O4进行了比较. 结果表明,纳米Co3O4可使高氯酸铵的低温放热峰消失,高温放热峰温度降至323.5 ℃, 降低了128.5 ℃, 表观分解热增加了750 J/g, 达 1 265 J/g, 纳米Co3O4对高氯酸铵热分解的催化性能明显好于微米Co3O4.
关键词:
纳米粉体
,
氧化钴
,
固相反应
,
高氯酸铵
,
热分解
,
催化性能
