一种钴锰系尖晶石纳米材料及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN104810518A

    公开(公告)日:2015-07-29

    申请号:CN201510178498.5

    申请日:2015-04-15

    Applicant: 南开大学

    CPC classification number: H01M4/9016 H01M4/505 H01M4/525 H01M10/0525

    Abstract: 一种钴锰系尖晶石纳米材料,化学通式Co3-xMnxO4,式中1≤x≤2,包括立方相纳米颗粒和四方相纳米颗粒,纳米颗粒的粒径为5-15nm,Co与Mn元素的摩尔比为0.4-2.2:1;其制备方法是:在常压空气气氛下通过氧化沉淀,嵌入结晶两步法实现对晶相和组成的调控,从而得到钴锰系尖晶石型纳米材料。本发明的优点是:该制备方法简便快速,在温和条件下进行,能耗较小;制备的钴锰系尖晶石为超细纳米晶,具有大的比表面积、丰富的缺陷活性位和多孔结构,不仅增大了电极表面气液固三相界面的接触,还为物质传输提供了良好的输运通道,有效地提高了其电催化活性,为开发燃料电池、金属空气电池电催化等具有重要意义。

    一种锂元素掺入高储氢量钒基合金及其制备方法

    公开(公告)号:CN104480425B

    公开(公告)日:2017-03-29

    申请号:CN201410738937.9

    申请日:2014-12-08

    Applicant: 南开大学

    Abstract: 一种锂元素掺入高储氢量钒基合金,由钒基合金和Li组成,通式为TimVxCryMzLin,式中各元素的质量百分份额为:5≤m≤15,15≤y≤30,1≤z≤5,1≤n≤5,x为余量;M为掺杂金属;其制备方法为将钒基合金利用感应炉熔炼成铸态合金,再通过金属Li与钒基铸态合金高温煅烧将锂元素注入合金表层,将合金活化后制得目标物。本发明的优点是:该制备方法工艺简单、易于实施、实用性强;利用Li元素铸入钒基储氢合金中起表面催化作用,效果明显;通过对V基合金中元素比例的调整,利用廉价的钒铁合金代替部分昂贵的纯金属钒,降低了成本,且产品储氢动力学性能有很大提升,具有广泛的应用前景和工业应用价值。

    超级电容器材料NiCo2O4一维纳米棒的制备方法

    公开(公告)号:CN104211128A

    公开(公告)日:2014-12-17

    申请号:CN201410450480.1

    申请日:2014-09-05

    Applicant: 南开大学

    Abstract: 一种超级电容器材料NiCo2O4一维纳米棒的制备方法,步骤如下:1)将正戊醇、环己烷和十六烷基三甲基溴化铵混合,搅拌1小时作为油相;2)将硝酸镍和硝酸钴混合水溶液与草酸水溶液的混合液作为水相;3)在不断搅拌油相的条件下,逐滴滴入水相溶液,形成油包水体系,经常温反应、陈化、分离、清洗、干燥,得到前驱体;4)将前驱体置于马弗炉中加热并保温,得到目标物,并用于制备超级电容器极片。本发明的优点是:该一维纳米棒的制备方法工艺简单、易于操作且降低了能耗;制品的粒径分布较窄且易于控制,微纳化的NiCo2O4表现出更高的比容量、更好的倍率性能和循环性能;制备过程中不会造成环境污染,绿色环保,适合大规模生产。

    一种Ni@C或Co@C核壳纳米颗粒的制备方法

    公开(公告)号:CN104209514A

    公开(公告)日:2014-12-17

    申请号:CN201410450731.6

    申请日:2014-09-05

    Applicant: 南开大学

    Abstract: 一种Ni@C或Co@C核壳纳米颗粒的制备方法,步骤是:1)将氯化镍或氯化钴加入异丙醇水溶液中,加入氮三乙酸并在室温下搅拌1小时,得到混合液;2)将混合液转移到反应釜中并置于鼓风干燥箱中在180℃下保温6小时,降温后分离产物,清洗、真空干燥后,得到前驱体;3)将上述前驱体置于管式炉中,以2℃/min升温速率加热至500-600℃并保温2小时,得到黑色的产物Ni@C或Co@C核壳纳米颗粒。本发明的优点:该制备方法工艺简单、能耗低、成本低且无环境污染,实现了Ni@C或Co@C核壳纳米颗粒的原位合成;制得的核壳纳米颗粒是一种多孔结构,其比表面积较大且孔径分布较窄,是很有前途的催化剂或储能材料。

    一种钴锰系尖晶石纳米材料及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN104810518B

    公开(公告)日:2017-03-08

    申请号:CN201510178498.5

    申请日:2015-04-15

    Applicant: 南开大学

    Abstract: 一种钴锰系尖晶石纳米材料,化学通式Co3-xMnxO4,式中1≤x≤2,包括立方相纳米颗粒和四方相纳米颗粒,纳米颗粒的粒径为5-15nm,Co与Mn元素的摩尔比为0.4-2.2:1;其制备方法是:在常压空气气氛下通过氧化沉淀,嵌入结晶两步法实现对晶相和组成的调控,从而得到钴锰系尖晶石型纳米材料。本发明的优点是:该制备方法简便快速,在温和条件下进行,能耗较小;制备的钴锰系尖晶石为超细纳米晶,具有大的比表面积、丰富的缺陷活性位和多孔结构,不仅增大了电极表面气液固三相界面的接触,还为物质传输提供了良好的输运通道,有效地提高了其电催化活性,为开发燃料电池、金属空气电池电催化等具有重要意义。

    一种锂元素掺入高储氢量钒基合金及其制备方法

    公开(公告)号:CN104480425A

    公开(公告)日:2015-04-01

    申请号:CN201410738937.9

    申请日:2014-12-08

    Applicant: 南开大学

    CPC classification number: C23C10/22 C22C27/025 C22F1/18

    Abstract: 一种锂元素掺入高储氢量钒基合金,由钒基合金和Li组成,通式为TimVxCryMzLin,式中各元素的质量百分份额为:5≤m≤15,15≤y≤30,1≤z≤5,1≤n≤5,x为余量;M为掺杂金属;其制备方法为将钒基合金利用感应炉熔炼成铸态合金,再通过金属Li与钒基铸态合金高温煅烧将锂元素注入合金表层,将合金活化后制得目标物。本发明的优点是:该制备方法工艺简单、易于实施、实用性强;利用Li元素铸入钒基储氢合金中起表面催化作用,效果明显;通过对V基合金中元素比例的调整,利用廉价的钒铁合金代替部分昂贵的纯金属钒,降低了成本,且产品储氢动力学性能有很大提升,具有广泛的应用前景和工业应用价值。

    一种掺杂铜元素调控Li4Ti5O12-TiO2复合材料的制备方法

    公开(公告)号:CN104201344A

    公开(公告)日:2014-12-10

    申请号:CN201410450747.7

    申请日:2014-09-05

    Applicant: 南开大学

    CPC classification number: H01M4/362 H01M4/485 H01M4/62 H01M10/0525

    Abstract: 一种掺杂铜元素调控Li4Ti5O12-TiO2复合材料的制备方法,步骤如下:将钛酸四丁酯加入到乙醇中制得溶液A;将氢氧化锂加入到蒸馏水中制得溶液B;将溶液B缓慢加入溶液A中,搅拌半小时后加入醋酸铜,继续搅拌一小时,得到混合液;将混合液置于高压反应釜中,在160-180℃条件下反应12-24h,得到前驱体;将前驱体在600℃温度下煅烧2-6h,得到目标物。本发明的优点是:该制备方法通过不同含量的铜元素的加入,有效调控了Li4Ti5O12-TiO2体系中TiO2的晶型与含量,制得的复合材料成为一种长循环寿命、高安全性、高能量、高功率密度的负极材料;其制备方法工艺简单、易于操作、实用性强。

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