纳米氧化镍的制备及性能表征

晋中学院

本科毕业论文（设计）

题目超细纳米氧化镍的制备及性能

表征

院系化学化工学院

专业化学

姓名肖海宏

学号 **********

学习年限2013年10月至2017年7月

指导教师吕秀清副教授

申请学位理学学士学位

2017年 4 月 10 日

超细纳米氧化镍的制备及研究性能

学生姓名：肖海宏指导教师：吕秀清

摘要：随着纳米技术和纳米材料的不断发展，纳米氧化物的研究已经达到了一定的水平。就电学和催化两方面而言，纳米氧化镍就具有非常好的性能，并且应用较为广泛，比如应用于制备催化剂的原材料，电池的电极，在材料学、化学化工领域中生产超级传感器、电容器等，在陶瓷方面用于添加剂和染色剂等。就本文的内容而言，主要针对纳米氧化镍的制备方法的进行分析探讨以及通过采用均匀沉淀法制备纳米氧化镍晶粒并使用TEM、XRD等仪器进行性能表征。

关键字：超细纳米氧化镍应用制备性能表征

Preparation And Characterization of Superfine NiO Nanometer Author’s Name: Xiao Haihong Tutor:Lv Xiuqing

ABSTRACT：With the continuous development of nanotechnology and nanomaterials, nano-oxide research has reached a certain level. In terms of electrical and catalytic aspects, nano-nickel oxide has a very good performance, and the application is more extensive, such as the preparation of the catalyst for the preparation of raw materials, battery electrodes, in the field of materials, chemical and chemical production of super sensors, capacitors, etc. , In the ceramic for additives and stains and so on. In this paper, the preparation method of nano-nickel oxide was studied and the nano-nickel oxide grains were prepared by uniform precipitation method and characterized by TEM and XRD. KEYWORDS：Superfine NiO Application Preparation Performance characterizati

目录

1 绪论 (1)

1.1 纳米氧化镍的研究现状 (1)

1.2 课题研究的背景及意义 (4)

2 纳米氧化镍的制备及性能表征 (4)

2.1 实验试剂及仪器设备 (4)

2.2 实验制备步骤 (5)

2.3 纳米氧化镍的性能表征 (6)

3 结果分析与总结 (7)

3.1 沉淀剂的选择 (7)

3.2反应条件的选择 (8)

3.3 纳米NiO的性能表征 (11)

4 结论 (12)

参考文献 (13)

致谢 (15)

1 绪论

1.1 纳米氧化镍的研究现状

1.1.1 纳米氧化镍的应用

纳米氧化镍作为一种具有高效催化性的氧化物，对于还原性的物质有较强的催化效能，同时还有活化的作用。尤其是近几年来，随着资源浪费现象的日益严重，稀有资源也逐渐变得越来越少，对于一些可再生的物质逐渐通过不同的技术被人们开发出来，用于能源的供给，而纳米氧化镍在一定程度上都具备了弥补这些问题的的优势，所以，纳米氧化镍在应用上比较广泛，在不同的领域中都涉及到它的了利用，现就纳米氧化镍的一些常见的应用方面进行分析：

1.1.1.1在催化剂方面的应用

在国际领域中，纳米材料已经成为催化方面的领头羊，被研究学者挖掘了一个美好的科研方向，形成了一个新型的研究领域，由于纳米氧化镍[1]自身结构的独特性，使得纳米氧化镍的晶粒比较小，表面原子数量比较多而且在外层电子形成的原子配位不饱和键较容易，导致纳米氧化镍具有相对较高的催化活性，因此，在催化剂的应用中具有非常好的前景。

1.1.1.2在陶瓷和玻璃方面的应用

普通陶瓷制品相对易碎，延展性不好，若在陶制瓷器[2]的制作过过程中将纳米氧化镍作为一种添加剂可以增强材料的弯曲性能，提高陶器制品的延展性，更加有利于制作，同时，也可以提高材料的电性性能，除此之外，也可以用于人工制作陶瓷电容器、陶瓷切割工具等，比普通切割机的切割效果更加美观和方便。在玻璃的应用中主要是作为着色剂，用以提高玻璃的色泽效果，比如用于一些储藏室的棕色玻璃中等。

1.1.1.3在光电材料的应用

在现代纳米领域中，纳米氧化镍光电薄膜已经成为光电材料中一种非常受欢迎的材料，主要可以应用于由于受到季节性影响采光玻璃[3]，它可以利用纳米氧化镍的采光性能恰当的选择采光的效果，也可以利用其对于光的控制做汽车的后视镜，这样使得司机可以通过后视镜的采光色泽来确定行车情况，避免由于普通玻璃反光现象造成的不良后果。

1.1.1.4在电池电极方面的应用

在电池方面的应用，主要是作为新型的的光电化学太阳能电池，因为这种电池具有非常有优异的特点，在电池领域中具有节能、耐用、环保的优点，而纳米氧化镍作为电池阴极，更加使得这种电池在导电性能上表现的更为突出，受到广大人们的青睐。

1.1.1.5在传感器方面的应用

随着现代科学技术水平的不断进步。人们安全意识也在逐步的提高，不再仅仅局限于人们感知上的辨别，更加学会利用高的科学技术检测存在的安全隐患。比如在人类生活得领域中出现了各种各样的物质，它也许会对我们的自身安全的造成一定的影响，比如在家庭用户中一些有毒气体的泄露、在质检厂里对于温度、气压的检测等，因此，在这些地方往往会安装一种传感器设备，用于即时监测反馈的现象，但是，一般普通传感器的感应效果不是非常灵敏，近些年利用纳米氧化镍制备的化学气体传感器体现了其灵敏的传感性能，在应用前景上具有较好的发展。

1.1.2 纳米氧化镍的制备方法

按照物质原材料来划分，制备纳米氧化镍可以分为三种类型：分别是固相法、液相法和气相法。

（1）固相法

固相法主要包括两大部分，一部分是反应物质在固相界面的反应，另一部分是物质迁移过程的反应，如果在反应过程中成核速率大于核生长速率时，得到的粒子即为纳米粒子。孙伟[3]等以碳酸钠和硝酸镍为原料利用固相法制备了纳米氧化镍粉末,利用固相法所得到的纳米氧化镍具有制备过程使用的原材料的费用较低、不需要溶剂的选择，成品的得到率较大、制备过程简单等优点，但是存在制备过程耗能严重、纳米氧化镍颗粒的粒径大，性能相对较差等缺点。因为在利用这种方法制备纳米氧化镍的过程中，受到固体结构的影响使得扩散的速率不均匀导致颗粒的粒径间隙比较大，性能相对较差。曾令可[4]等将碱式碳酸镍、草酸、纳米氧化镍晶种按比例混合,用微波炉加热至400-500℃后,恒温10-20min,得到晶粒尺寸为10-40nm的纳米氧化镍。

（2）液相法

液相法[5]制备纳米氧化镍的颗粒的粒径相对固相法较小，形状结构较紧凑，