CN111139511A - 一种利用阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列及方法 - Google Patents

一种利用阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列及方法 Download PDF

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    • C25F3/22—Polishing of heavy metals

Abstract

本发明属于纳米材料科学制备技术领域，公开了一种利用阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列及方法，选择离子液体做溶剂和水做溶质的电解质溶液，采用两电极法，钴金属箔为阳极，对电极采用惰性电极，在控制阳极氧化电压、离子液体中水的重量百分比和阳极氧化温度的条件下，在钴箔表面组装出四氧化三钴纳米管阵列，再控制升降温速率和恒温时间；在一定温度下，经恒温热处理得到孔径和长度可控、大面积管密度均匀的四氧化三钴纳米管阵列。本发明设备简单，操作方便、环境友好。优选电导率高的电解质，有利于提高阳极氧化过程中四氧化三钴的溶解速率和溶解产物迁移速率，易于管状四氧化三钴的形成，组装得到的四氧化三钴结晶度高。

Description

一种利用阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列及方法
技术领域
本发明属于纳米材料科学制备技术领域，尤其涉及一种利用阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列及方法。
背景技术
目前，最接近的现有技术：因纳米四氧化三钴性质和功能与其结构和形貌密切相关，其在磁性数据存储、多相催化、锂离子电池、超级电容器和固态传感器的应用方面因此受到了形貌结构的显著影响，如何控制纳米四氧化三钴形貌结构的组装方法得到了极大关注。因电沉积技术组装的一维和二维的纳米阵列结构的四氧化三钴比粉体状态的更符合微器件技术发展对材料有序化和集成化需求，所以电沉积技术的成为组装四氧化三钴的纳米阵列包括纳米片和纳米管阵列关键组装技术之一，电沉积组装纳米片阵列成果较多，其中文献《Energy Environ.Sci.》[2012,5:7883-7887]公开了在泡沫镍电沉积组装多孔四氧化三钴纳米片做高效电化学电容器，文献《Mater.Res.Bulletin》[2014,60:674-678]公开了电沉积组装介孔四氧化三钴纳米片阵列的合成，文献《Nanoscale》[2014,6:5691-5697]公开了在三维镍网中电沉积组装四氧化三钴的方法，文献《Electrochim.Acta》[2014,142:268-275]公开了电化学沉积组装三维的大孔和介孔四氧化三钴纳米片及其应用。文献《ACSAppl.Mater.Interfaces》[2015,7(41):22831-22838]公开了电沉积组装垂直于石墨泡沫表面的氮掺杂四氧化三钴多孔纳米片阵列，文献《J.Power Sources》[2015,283:251-259]公开了在柔性导电衬底电沉积组装四氧化三钴纳米片阵列的方法和应用，文献《CatalysisCommunications》[2018,116:1-4]公开了电沉积法在泡沫镍衬底上组装多孔四氧化三钴片组装的纳米花阵列。上述文献公布的四氧化三钴纳米片阵列组装均采用钴的硝酸盐等可溶盐做起始反应物，在导电衬底电沉积钴的氢氧化物等加热易分解的产物做前驱物，经高温焙烧制备纳米片阵列，难以形成纳米管阵列，其中介孔、多孔的四氧化三钴纳米片是由于高温热处理导致挥发分的逸出在纳米片中存留下孔洞所致，但上述文献公开的电沉积得组装的四氧化三钴纳米片阵列的有序性差、致密性和密度分布不均匀等问题无法满足微器件技术的发展要求；电泳液作为电沉积四氧化三钴阵列组装技术亦有报道，其中文献《Mater.Lett.》[2018,213:75-78]公开了用电泳技术在石墨烯表面组装四氧化三钴纳米颗粒的方法，但该法纳米颗粒在衬底表面组装很难形成有序阵；而阳极氧化法是组装金属氧化物纳米管阵列的比较成熟技术之一，此法从早期在酸溶液中牺牲金属铝箔用阳极氧化组装高度有序，多孔氧化铝纳米结构，到在含氟化物的电解质溶液中牺牲钛箔阳极氧化组装高度有序、多孔氧化钛纳米结构和纳米管阵列，目前在含氟化物的电解质溶液中，应用牺牲金属阳极如钽、锆、铪、铌、钨、钒和铁及其合金的阳极氧化法可以组装其各自的纳米多孔氧化物薄膜和氧化物纳米管阵列，阳极氧化法是牺牲金属阳极在金属表面用电化学辅助氧化物组装形成高度有序、密度均匀、长度可控、管径一致的大面积纳米管阵列做有效方法之一，但阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列鲜见报道，仅有文献《Angew.chem.int.Ed.》[2013,52:2077-2081]公开了在乙二醇、丙三醇及两者的混合溶液中通过控制水和氟化铵的浓度、控制温度和调节溶液pH值等实验条件制备了二维的四氧化三钴纳米多孔薄膜，但本法存在以下缺点：1.采用低电导率的有机溶剂乙二醇、丙三醇及两者混合液，导致四氧化三钴的化学溶解速率过低，无法形成管状结构，只能形成薄膜；2.在高阳极氧化电压下将导致电导率低的有机溶剂中电压降过大，会造成有机物分解从而形成富含碳的四氧化三钴的多孔氧化膜；3.电解液中含有的氟化物在电场作用下得到含氟化亚钴的四氧化三钴多孔氧化物膜，富含碳和氟化亚钴的四氧化三钴在热处理时可以转化为纯的四氧化三钴，但在四氧化三钴中碳和氟在逸出时必然破坏其结构完整性，降低其强度，影响其结晶度。另外，因为四氧化三钴是电催化分解水制氧的催化剂，因此在水做溶剂的电介质中，应用牺牲钴阳极的氧化法无法组装纳米管阵列。因此，探寻一条走出阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列的实验和理论困境的路径成为学术界和产业界关注的焦点。
综上所述，现有技术存在的问题是：
(1)现有利用电沉积技术组装纳米片阵列的方法，难以形成纳米管阵列，利用电沉积得组装的四氧化三钴纳米片阵列的有序性差、致密性和密度分布不均匀等问题无法满足微器件技术的发展要求。
(2)现有利用电泳技术在石墨烯表面组装四氧化三钴纳米颗粒的方法，纳米颗粒在衬底表面组装很难形成有序阵。
(3)现有阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列鲜见报道，仅有上述的一例文献制备得到了二维的四氧化三钴纳米多孔薄膜，但存在以下缺点：1)四氧化三钴的化学溶解速率过低，无法形成管状结构，只能形成薄膜；2)在高阳极氧化电压下将导致电导率低的有机溶剂中电压降过大，会造成有机物分解从而形成富含碳的四氧化三钴的多孔氧化膜；3)在四氧化三钴中碳和氟在逸出时必然破坏其结构完整性，降低其强度，影响其结晶度；4)四氧化三钴是电催化分解水制氧的催化剂，因此在水做溶剂的电介质中，应用牺牲钴阳极的氧化法无法组装纳米管阵列。
解决上述技术的难度：
1.如何克服四氧化三钴作为电催化释氧的催化剂，在低电压和水溶液中，水被其催化释放出氧气消耗掉，在钴箔表面组装四氧化三钴困难；
2.如何加快在大电压条件下和水做溶质的含水量低的有机溶液中，生成的四氧化三钴的溶解速率，加快溶解产物及时迁离表面；
3.如何降低或消除在低含水量的有机溶液中，在加大阳极氧化电压时，四氧化三钴中含碳的含量；
4.如何控制升降温速率，提高四氧化三钴的结晶度和纳米管阵列的有序性。
解决上述技术问题的意义：
不仅可以解释清楚四氧化三钴纳米管阵列形成机理，而且可以为制备出参数可控四氧化三钴纳米管阵列提供依据；四氧化三钴纳米管阵列的制备将在磁性数据存储、多相催化、锂离子电池、超级电容器和固态传感器等方面得到广泛应用。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种利用阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列及方法。
本发明是这样实现的，一种利用阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列的方法，所述利用阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列的方法为：选择离子液体做溶剂和水做溶质的电解质溶液，采用两电极法，钴金属箔为阳极，对电极采用惰性电极，在控制阳极氧化电压、离子液体中水的重量百分比和阳极氧化温度的条件下，在钴箔表面组装出四氧化三钴纳米管阵列，再控制恒温时间。在一定温度下，经恒温热处理得到孔径和长度可控、大面积管密度均匀的四氧化三钴纳米管阵列。
进一步，所述电解质溶液为：离子液体如1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-羟乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐等亲水性的离子液体做溶剂，优选二次蒸馏水做溶质。
进一步，所述两电极法中的钴箔阳极的厚度为：0.01～1mm；纯度：～99.99％；阴极：铂片、铂网或石墨片。所述铂网纯度为99.995％。
进一步，所述氧化电压范围为：10～80V；溶质水的含量按重量百分比计：0.1～5％；阳极氧化温度：-5～50℃。
进一步，所述热处理温度为：300～700℃。
进一步，所述利用阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列的方法包括以下步骤：
步骤一，电极机械抛光：将一定尺寸的钴箔按照砂纸目数由小到大逐次打磨，然后再超声清洗。
步骤二，电极电化学抛光：将步骤一中打磨抛光清洗过的电极浸入稀酸溶液中进行电化学抛光。
步骤三，电极清洗：将步骤一和步骤二机械抛电化学抛光过的电极超声清洗。
步骤四，组装：两步阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列。
步骤五，热处理：在一定的温度和控制升降温速率的条件下，把步骤四得到的产物放到真空炉中恒温处理一段时间，冷却至室温，即可孔径和长度可控、大面积管密度均匀的四氧化三钴纳米管阵列。
进一步，步骤四中，所述两步阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列的方法为：
1)将电极插入含一定重量百分比水的离子液体中，金属钴箔作阳极，对电极惰性电极，在恒电位下阳极被氧化到设定时间后，停止施加电压，将钴箔表面已经氧化为四氧化三钴的氧化层除掉。
2)用步骤1)中除掉氧化层的钴箔阳极，在恒电位下继续氧化到设定时间，取出阳极氧化后表面已形成四氧化三钴纳米管阵列的钴箔，清洗干净，烘干备用。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述利用阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列的方法组装得到的四氧化三钴纳米管阵列。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：(1)本发明提供的利用阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列的方法，设备简单，操作方便、环境友好。
(2)优选电导率高的离子液体做电解质，有利于提高阳极氧化过程中四氧化三钴的溶解速率和溶解产物迁移速率，易于管状四氧化三钴的形成。
(3)在离子液体电解质中，牺牲钴阳极经氧化得到的四氧化三钴中不含碳和氟化物等杂质，因此热处理过程中无挥发份逸出，可以得到结晶度高的四氧化三钴。
(4)通过调节阳极氧化电压或调节离子液体中水的重量百分比，可实现了阳极氧化法组装孔径和长度可控、管密度均匀的大面积四氧化三钴纳米管阵列。
(5)两步阳极氧化法可以组装出表面无碎屑、管子分离的四氧化三钴纳米管阵列。
附图说明
图1是本发明实施例提供的利用阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列的方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种利用阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列的方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
本发明实施例提供的利用阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列的方法为：选择离子液体做溶剂和水做溶质的电解质溶液，采用两电极法，钴金属箔为阳极，对电极采用惰性电极，在控制阳极氧化电压、离子液体中水的重量百分比和阳极氧化温度的条件下，在钴箔表面组装出四氧化三钴纳米管阵列，再控制恒温时间。在一定温度下，经恒温热处理得到孔径和长度可控、大面积管密度均匀的四氧化三钴纳米管阵列。
本发明实施例提供的电解质溶液为：离子液体如1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-羟乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐等亲水性的离子液体做溶剂，优选二次蒸馏水做溶质。
本发明实施例提供的两电极法中的钴箔阳极的厚度为：0.01～1mm；纯度：～99.99％；阴极：铂片、铂网或石墨片。所述铂网纯度为：～99.995。
本发明实施例提供的氧化电压范围为：10～80V；溶质水的含量按重量百分比计：0.1～5％；阳极氧化温度：-5～50℃。
本发明实施例提供的热处理温度为：300～700℃。
如图1所示，本发明实施例提供的利用阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列的方法包括以下步骤：
S101：电极机械抛光：将一定尺寸的钴箔按照砂纸目数由小到大逐次打磨，然后再超声清洗。
S102：电极电化学抛光：将S101中打磨抛光清洗过的电极浸入稀酸溶液中进行电化学抛光。
S103：电极清洗：将S101和S102机械抛电化学抛光过的电极超声清洗。
S104：组装：两步阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列。
S105：热处理：在一定的温度和控制升降温速率的条件下，把S104得到的产物放到真空炉中恒温处理一段时间，冷却至室温，即可孔径和长度可控、大面积管密度均匀的四氧化三钴纳米管阵列。
本发明实施例提供的S104中，两步阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列的方法为：
1)将电极插入含一定重量百分比水的离子液体中，金属钴箔作阳极，对电极惰性电极，在恒电位下阳极被氧化到设定时间后，停止施加电压，将钴箔表面已经氧化为四氧化三钴的氧化层除掉。
2)用步骤1)中除掉氧化层的钴箔阳极，在恒电位下继续氧化到设定时间，取出阳极氧化后表面已形成四氧化三钴纳米管阵列的钴箔，清洗干净，烘干备用。
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
在含水重量百分比一定的离子液体电解质中，在恒定温度下，通过调节氧化电压实现孔径、长度、壁厚可控的阵列组装：
将3cm×3cm×0.5mm的钴片(纯度99.9％)先依砂纸目数(目数按400-600-800-1200-1500顺序)由小到大逐次打磨后，在二次蒸馏水中超声清洗3～5次，再在丙酮、污水乙醇和乙醚混合液中超声清洗3～5次，烘干备用，将前述打磨清洗干净的钴片接直流电源正极，铂片接负极，浸入稀酸溶液(稀磷酸溶液，wt：≤35％)中进行电化学抛光30～60秒；将打磨电化学抛光后的钴片阳极和对电极先分别置于二次蒸馏水中超声清洗3～5次，然后再丙酮、乙醇、异丙醇和乙醚混合清洗液中超声清洗3～5次；
采用两步阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列：首先将电极插入含一定重量百分比水(～3％)的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐溶液中，以前述方法处理的钴片接电源正极，对电极为铂片，在恒温30度条件下，在直流恒压电源的电压分别设定为10、20、30、50伏，阳极被氧化到60分钟后，停止施加电压，将钴箔表面已经氧化为四氧化三钴的氧化层除掉；继续用除掉氧化层的钴片作阳极，在上述恒温条件下，电位分别恒定为10、20、30、50伏下，继续氧化120分钟，取出阳极氧化后的表面形成四氧化三钴纳米管阵列的钴箔，清洗干净，烘干备用；将前面产物放到真空退火炉中，升降温速率为1度/分钟，升温至400度，恒温3小时，冷却至室温，组装成为孔径、壁厚和长度不同的纳米管阵列，具体结果见表1。
表1不同电位组装得到的纳米管阵列孔径、壁厚和长度参数
Figure BDA0002375891360000081
实施例2
在恒定温度和恒电压条件下，通过调节在离子液体电解质中含水重量百分比实现孔径、长度、壁厚可控的阵列组装：
电极抛光清洗与实施列1的步骤完全相同；采用两步阳极氧化法制备四氧化三钴纳米管阵列：在恒温30度，氧化电压50伏的条件下，将电极分别插入含一定重量百分比水的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐溶液中，以前述方法处理过的金属钴片作为阳极，对电极为铂片，控制溶液中水的重量百分比分别为1.0、1.5、2.0、2.5、3％，阳极被氧化到60分钟后，停止施加电压，将钴箔表面已经氧化为四氧化三钴的氧化层除掉；继续用除掉氧化层的钴箔接电源正极，在恒温30度，恒电压50伏条件下，，控制溶液中水的重量百分比分别为1.0、1.5、2.0、2.5、3％，继续氧化120分钟，取出阳极氧化后的表面形成四氧化三钴纳米管阵列的钴箔，清洗干净，烘干备用；将前面产物放到真空退火炉中，升降温速率设定为1度/分钟，升温至400度，恒温3小时，却至室温。产物的形貌结构与水含水量变化有关，溶液中含水量重量百分比低于0.5％时，形成致密的氧化物薄膜，而含水量高于6％时，只能形成酥松的四氧化三钴薄膜。当溶液中的含水重量百分比在2.0-3.0％时，得到了孔径、壁厚和长度不同、3cm×3cm四氧化三钴纳米管阵列，具体结果见表2。
表2实施例2组装得到的四氧化三钴纳米管阵列参数
Figure BDA0002375891360000091
实施例3
在恒定溶液中含水量和氧化电压条件下，通过调节在阳极氧化温度实现孔径、长度、壁厚可控的阵列组装：
电极抛光清洗与实施列1制备步骤完全相同；采用两步阳极氧化法制备四氧化三钴纳米管阵列：在含水量重量百分比为～3.0％，氧化电压50伏的条件下，将电极分别插入1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐溶液中，以前述方法处理过的金属钴箔作为阳极，对电极为铂片，控制阳极氧化溶液时温度分别为0、10、20、30、50℃，阳极被氧化到60分钟后，停止施加电压，将钴箔表面已经氧化为四氧化三钴的氧化层除掉；继续用除掉氧化层的钴箔作为阳极，在上述条件下控制阳极氧化溶液时温度分别为0、10、20、30、50℃，继续氧化120分钟，取出阳极氧化后的表面形成四氧化三钴纳米管阵列的钴箔，清洗干净，烘干备用；将前面产物放到真空退火炉中，升降温速率设定为1度/分钟，升温至400度，恒温3小时，冷却至室温。产物的形貌结构与氧化温度有关，不同氧化温度得到了孔径、壁厚和长度不同、3cm×3cm四氧化三钴纳米管阵列，具体结果见表3。
表3实施例3组装得到的四氧化三钴纳米管阵列参数
Figure BDA0002375891360000101
三实施例结果表明，优选离子液体做溶剂，通过控制溶剂中溶质水的重量百分比、阳极氧化电压和阳极氧化温度的任一实验条件，均可实现对四氧化三钴纳米管阵列的管的孔径、管壁厚度，管的长度调控组装，通过控制热处理升降温速率和恒温时间，可制备出高结晶度的大尺度的纳米管阵列。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种利用阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列的方法，其特征在于，所述利用阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列的方法为：
选择离子液体做溶剂和水做溶质的电解质溶液，采用两电极法，钴金属箔为阳极，对电极采用惰性电极，在控制阳极氧化电压、离子液体中水的重量百分比和阳极氧化温度的条件下，在钴箔表面组装出四氧化三钴纳米管阵列，再控制升降温速率和恒温时间；在一定温度下，经恒温热处理得到孔径和长度可控、大面积管密度均匀的四氧化三钴纳米管阵列。
2.如权利要求1所述利用阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列的方法，其特征在于，所述电解质溶液为：离子液体如1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-羟乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐等亲水性的离子液体做溶剂；优选二次蒸馏水做溶质。
3.如权利要求1所述利用阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列的方法，其特征在于，所述两电极法中的钴箔阳极的厚度为：0.01～1mm；纯度为：～99.99％；阴极为：铂片、铂网或石墨片。
4.如权利要求3所述利用阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列的方法，其特征在于，所述铂网纯度为99.995％。
5.如权利要求1所述利用阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列的方法，其特征在于，所述氧化电压范围为：10～80V；溶质水的含量按重量百分比计，为：0.1～5％；阳极氧化温度：-5～50℃。
6.如权利要求1所述利用阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列的方法，其特征在于，所述热处理温度为：300～700℃。
7.如权利要求1所述利用阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列的方法，其特征在于，所述利用阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列的方法具体包括以下步骤：
步骤一，电极机械抛光：将一定尺寸的钴箔按照砂纸目数由小到大逐次打磨，然后再超声清洗；
步骤二，电极电化学抛光：将步骤一中打磨抛光清洗过的电极浸入稀酸溶液中进行电化学抛光；
步骤三，电极清洗：将步骤一和步骤二机械抛电化学抛光过的电极超声清洗；
步骤四，组装：两步阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列；
步骤五，热处理：在一定的温度和控制升降温速率的条件下，把步骤四得到的产物放到真空炉中恒温处理一段时间，冷却至室温，得到孔径和长度可控、大面积管密度均匀的四氧化三钴纳米管阵列。
8.如权利要求7所述利用阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列的方法，其特征在于，步骤四中，所述两步阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列的方法为：
1)将电极插入含一定重量百分比水的离子液体中，金属钴箔作阳极，对电极惰性电极，在恒电位下阳极被氧化到设定时间后，停止施加电压，将钴箔表面已经氧化为四氧化三钴的氧化层除掉；
2)用步骤1)中除掉氧化层的钴箔阳极，在恒电位下继续氧化到设定的时间后，取出阳极氧化后表面已形成四氧化三钴纳米管阵列的钴箔，清洗干净，烘干备用。
9.一种应用如权利要求1所述利用阳极氧化法组装四氧化三钴纳米管阵列的方法组装得到的四氧化三钴纳米管阵列。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103464162A (zh) * 2013-09-03 2013-12-25 万华化学集团股份有限公司 一种Co和Al2O3复合的纳米管阵列膜催化剂的制备方法及其应用
CN106531465A (zh) * 2016-12-13 2017-03-22 华南师范大学 用于光伏储能的四氧化三钴非对称超级电容器及制备方法
CN106906488A (zh) * 2017-01-18 2017-06-30 常州大学 一种制备氢氧化钴修饰二氧化钛光阳极的方法
CN108525667A (zh) * 2018-04-10 2018-09-14 苏州大学 金属有机框架衍生四氧化三钴修饰二氧化钛纳米管阵列的制备方法
CN109850956A (zh) * 2019-03-05 2019-06-07 桑顿新能源科技有限公司 氧化钴纳米管及其制备方法和应用
CN109972183A (zh) * 2019-03-27 2019-07-05 江苏理工学院 一种阳极氧化铝模板上沉积钴的制备方法
CN110055542A (zh) * 2019-05-05 2019-07-26 中国科学院海洋研究所 一种纳米Co3O4/TiO2半导体复合膜及其应用
KR20190124389A (ko) * 2018-04-26 2019-11-05 인하대학교 산학협력단 애노드 활물질, 그 제조방법 및 이를 포함하는 리튬이온전지
CN110627136A (zh) * 2019-09-16 2019-12-31 肇庆市华师大光电产业研究院 一种3D-NiO/Co3O4/CNT/S复合材料的制备方法及其在锂硫电池中的应用

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103464162A (zh) * 2013-09-03 2013-12-25 万华化学集团股份有限公司 一种Co和Al2O3复合的纳米管阵列膜催化剂的制备方法及其应用
CN106531465A (zh) * 2016-12-13 2017-03-22 华南师范大学 用于光伏储能的四氧化三钴非对称超级电容器及制备方法
CN106906488A (zh) * 2017-01-18 2017-06-30 常州大学 一种制备氢氧化钴修饰二氧化钛光阳极的方法
CN108525667A (zh) * 2018-04-10 2018-09-14 苏州大学 金属有机框架衍生四氧化三钴修饰二氧化钛纳米管阵列的制备方法
KR20190124389A (ko) * 2018-04-26 2019-11-05 인하대학교 산학협력단 애노드 활물질, 그 제조방법 및 이를 포함하는 리튬이온전지
CN109850956A (zh) * 2019-03-05 2019-06-07 桑顿新能源科技有限公司 氧化钴纳米管及其制备方法和应用
CN109972183A (zh) * 2019-03-27 2019-07-05 江苏理工学院 一种阳极氧化铝模板上沉积钴的制备方法
CN110055542A (zh) * 2019-05-05 2019-07-26 中国科学院海洋研究所 一种纳米Co3O4/TiO2半导体复合膜及其应用
CN110627136A (zh) * 2019-09-16 2019-12-31 肇庆市华师大光电产业研究院 一种3D-NiO/Co3O4/CNT/S复合材料的制备方法及其在锂硫电池中的应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LAMYA M.AL-QIRBY等: "Ultrasound-assisted green synthesis of nanocrystalline Co3O4 in the ionic liquid", 《AIP CONFERENCE PROCEEDINGS》 *
LI TAO等: "Formation of Co3O4 Nanotubes and the Magnetic Behaviour at Low Temperature", 《CHIN. PHYS. LETT.》 *
XIAO-PING SHEN等: "Synthesis, characterization and magnetic properties of Co3O4 nanotubes", 《APPLIED PHYSICS A》 *

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