纳米Co3O4制备方法研究初探

杨慰珺

（江苏省盐城技师学院，江苏 盐城 224000）

纳米材料具有小尺寸效应、表面效应、吸波效应等特性，不同于普通材料，已引起科学家高度重视。因此，纳米超细材料的合成新方法成为目前的研究热点。

Co3O4（四氧化三钴）是一种优良的催化剂材料，其粒径越小，催化效果越好。此外，Co3O4纳米材料还具有较高的放电容量和良好的循环可逆性，所以Co3O4纳米材料常被用作锂离子电池材料。其还能够被用在硬质合金以及有色玻璃等众多较为实用的方面，属于一类性能较好的功能材料[1]。

1 纳米Co3O4制备方法——水热法

某学者以NH4OH为沉淀剂，H2O2为氧化剂，通过氧化Co(OH)2凝胶，合成了水滑石型钴化合物。Co2+部分氧化为Co3+的过程产生带正电荷的氢氧化物层 （[CoIICoIII-(OH)2]x）。根据电荷平衡原理，将CH3COO−、SO42-和NO3-等阴离子插入层间空间。这些水滑石类化合物通过水热法分解转化为Co3O4，并伴有纳米结构变形。最终产品的形状和尺寸可以通过改变钴源来控制[2]。运用水热法制备Co3O4纳米材料，其基本原理为：在一定的温度或压力下，含钴的溶液经化学反应生成Co3O4。在高压釜中进行水热反应，操作温度一般大于100 ℃。该方法的优点在于，由于产物是在较高能量的体系中得到，材料的尺寸和形貌可以通过多种手段进行控制。通过水热法制备的Co3O4材料的种类最为丰富和齐全。

本实验以Co(NO3)2·6H2O为钴源，CTAB（十六烷基三甲基溴化铵）为表面活性剂，NaOH为碱源，采用水热法一步制备Co3O4纳米材料。

2 纳米Co3O4的制备

2.1 实验试剂

本实验所用试剂如表1所示。

表1 实验试剂一览