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本论文的工作主要集中在电化学还原方法制备Co,Ni单质纳米材料,考虑到现在的应用需求及研究进展情况,设计制备路线,合成2D-3D多孔结构的Co,Ni单质纳米材料。结合X-ray衍射,扫描电镜,透射电镜和比表面等分析和测试方法,对产物进行成分,形貌的表征和性质研究。
提出了在水溶液中电还原NH3分子配体络合金属离子制备相应金属单质纳米材料的路线,并给出了此类路线的反应机理。提出的路线无需模板,能大量的制备2D-3D金属单质纳米材料,具有简单方便,经济高效等优点,具体内容可以归纳如下:
1.利用电化学方法,在Cu片上电沉积制备Co单质纳米材料,并通过应用合适的前驱物来制备各种形貌的Co单质纳米材料。该研究通过采用反传统的新颖的前驱物和合适的衬底,利用比以往更简便而经济的方法,制备高产率和形貌均一的Co纳米墙阵列。而且发现通过Co的NH3络合物前驱物的应用,我们可以得到的Co纳米墙上具有单分散性很好的2-4个纳米的孔分布。这种新颖结构磁性材料的制备将对生物传感器,磁存储和自支持纳米催化剂的发展起到推进作用。
2.利用电化学方法,在Cu片上电沉积制备得到纳米墙阵列结构的Ni单质纳米材料;应用表面活性剂进行表面修饰,制备由微细颗粒自组装成的沿Cu片基纹方向的纳米球排列;并对ITO导电玻璃基底上电化学沉积Ni纳米材料作了初步研究。介绍了通过在Ni2+引入NH3分子形成Ni-NH3络合物阳离子,并利用NH3配体的作用使得Ni2+在溶液中形成3D网络框架,进而用循环伏安法进行电还原。这种新颖的多孔结构在能量储存,自支持催化,生物传感器等方面都将具有潜在的应用价值。我们分析了影响产物形貌的因素,并给出了此方法电化学沉积金属单质Ni可能的机理,这对于以后电化学方法制备金属单质纳米材料将有借鉴意义。