配位均匀沉淀法合成纳米氢氧化镍及其应用研究

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本论文研究了一种制备纳米氢氧化镍及纳米氧化镍的新方法─“配位均匀沉淀法”,并用该方法制备了不同形貌的纳米氢氧化镍及纳米氧化镍粒子。采用透射电镜、X射线衍射、热重—差热分析、红外光谱、示差扫描量热分析等手段对粒子的结构及形貌进行了表征分析,并初步探讨了纳米氢氧化镍在MH/Ni电池中的应用。以氨水及硝酸镍为原料合成了纳米氢氧化镍,对制备的工艺条件进行了深入的探讨和优化,确定了最佳的反应条件。在反应过程中通过控制反应条件及添加分散剂来控制所得纳米粒子的粒径和形貌,得到了微观形貌呈球形、针形及薄片形的纳米氢氧化镍,XRD测试结果表明制得的产品均为β-Ni(OH)2。以所制备的纳米氢氧化镍为前驱体,通过控制热分解反应的温度及时间,得到了形貌为针形、棒状及颗粒状的纳米氧化镍。以碳酸氢铵、氨水、硝酸镍为原料,采用配位均匀沉淀法制备了纳米碱式碳酸镍前驱体,干燥后煅烧得到了纳米氧化镍,在最佳反应条件下获得的纳米氧化镍粒子的平均粒径为512nm,分散性良好。本法与现有的纳米氢氧化镍及纳米氧化镍的制备方法比较,具有反应条件温和,工艺简单,流程短,易于实现工业化,成本低廉等优点,可制得粒径分布窄、分散性好的纳米粒子,具有十分广阔的应用前景。最后,利用本文开发的纳米Ni(OH)2制备了电极,初步探索了纳米Ni(OH)2作为MH/Ni电池正极材料对电池性能的影响。研究发现纯纳米Ni(OH)2制备的电极性能很差,而在常规球镍中掺杂10%纳米Ni(OH)2制备的电极与未掺杂的常规球形Ni(OH)2电极相比,放电比容量有了明显的提高,说明本文所制备的纳米Ni(OH)2作为MH/Ni电池正极材料的添加剂具有很好的应用的前景。
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