● 摘要
磁性材料已经运用到了当今社会生活的各个领域，在汽车、发电机、录像带、硬盘等设备中都能看到它的身影。而磁性纳米材料由于其尺寸优势，比普通磁性材料具有更多的特性和潜力。钴Co元素作为磁性纳米材料重要的组成元素之一，以Co为基的磁性纳米粒子也是备受人们关注。这篇文章主要介绍了Co基的两种结构的纳米粒子——Au@Co核壳结构纳米粒子和Ni0.25Co0.75(OH)2六方形纳米片。
在合成Au@Co核壳结构纳米粒子时，我们利用的是一种绿色温和的液相化学合成方法。用HAuCl4与Co(NO3)2作为前驱物，PVP作表面活性剂，乙二醇和水合肼作为还原剂，成功制备了Au@Co核壳结构纳米粒子，Au核心粒子的尺寸大多为20 nm左右，粒子外围均匀覆盖着尺寸大约10 nm的Co壳层，分布均匀，表面洁净，没有有机相的衬度。实验着重研究了柠檬酸钠浓度对产物形貌的影响，结果表明，柠檬酸钠对Co的还原以及成壳有着很大的反作用，具体表现在：柠檬酸钠用量越大，Co元素越不容易被还原出来；另外，柠檬酸钠用量大，Au@Co无法形成核壳，而是倾向于单独成核，使得两相分离。实验还研究了反应物浓度和氢氧化钠浓度对产物形貌的影响，并根据结果综合文献分析了反应物浓度和pH值对合成核壳结构的纳米粒子的尺寸的影响。
在合成Ni0.25Co0.75(OH)2六方形纳米片的实验中，我们采用了温和的水热合成法。用镍和钴的混合溶液做前驱体，水合肼做还原剂。实验通过改变表面活性剂CTAB的用量制备出了表面粗糙和表面光滑的Ni0.25Co0.75(OH)2六方形纳米片。微结构表征表明六方形纳米片为规则的正六边形薄片，尺度均匀，边长约50-100 nm，X射线能谱分析其中Co元素与Ni元素的原子比约为3:1。在以6 M的KOH溶液中对样品进行电化学超级电容器测试，表面粗糙的Ni0.25Co0.75(OH)2六方形纳米片在测试过程中表现出了优异的大电流密度比电容特性，在充放电电流密度提升16倍后比电容仅下降为原来的90%。在充放电电流密度为0.5 A/g时，材料比电容为306.14 F/g，与表面光滑的Ni0.25Co0.75 (OH)2六方形纳米片相比提升为其比电容的241.1%。在循环7000次后其比电容仍然能够维持原来的98%。
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