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毕业论文课题相关文献综述
一、引言
人类历史的发展伴随着能源利用方式的不断发展[7]。而现代由于智能手机等数码产品的迅速发展，人们对高能电池的需求量也在飞速增加[10]。锂电池由于具有电压高、能量密度大、循环性能好、无记忆效应、工作温度范围宽等诸多优点使其成为最具发展前景的高能电池之一[1,2]。正极材料是锂电池重要的组成材料，而迄今为止唯一大规模商品化应用的正极材料是LiCoO2[4]，Co(OH)2作为钴酸锂的主要生产原料，国内外对其的需求量日益增加[6]。同时，Co(OH)2作为超级电容器的贵金属电极材料的优良替代品[5,6]，随着国内外对电动车和计算机的需求量不断增加[5]，可以预见，市场对不同形貌的Co(OH)2晶体的需求量必将越来越大[2]。
通过以上介绍，我们可以预见，研究工艺简单、操作方便的氢氧化钴生产工艺具有很好的发展前景[1]。
二、合成方法
（1）水/溶剂热法：在磁力搅拌、合理的温度和PH的条件下，Co(NO3)26H2O和丁二酮肟溶解于混合溶液与氢氧化钠溶液进行水热反应，生成氢氧化钴。混合溶液是水和乙醇按不同比例混合而成。反应可控制水和乙醇不同的比例来合成不同形状的氢氧化钴纳米晶体[13]。这种方法的优点是工艺简单、成本相对较低[10]，同时通过调节不同的反应条件来获得不同形态的氢氧化钴纳米晶体，缺点是不能通过温和简单的条件获得丰富的晶体形态 [18~21]。
（2）电沉积法：在60℃的条件下，从一个无添加剂的0.005 M Co(NO3)2电解池中，通过阴极电沉积制备氢氧化钴。电化学电池包括在两个平行的石墨阳极之间的不锈钢（316 L，尺寸是1cm*1cm*0.5mm）阴极。沉积实验是在电流密度恒为1 mA cm-2和无搅拌的条件下进行的。反应结束后，将不锈钢电极从电解池中取出并用去离子水反复清洗，在室温下干燥48小时后，将不锈钢电极上的沉积物刮掉即得到氢氧化钴的晶体。这种方法的优点是反应条件较温和，同时所获得的晶体具有较高的比表面积和利用率，所以所获得晶体具有很高的比电容 [14、17]。其缺点是不能在温和的条件下获得丰富的晶体形态；在此方法中，氢氧化钴是沉积在导电基质上的，其形成的薄膜只有10微米左右厚，工业化生产的经济性低[6]。
（3）微波辅助法：来自西格玛奥德里奇有限公司的Co(NO3)2nH2O是分析纯级别，不需要进一步的纯化处理。在一个典型的合成过程，1 mmol的Co(NO3)2nH2O溶解于25毫升的去离子水，然后在不断搅拌的条件下逐滴加入1mL NH4OH。将混合物转移到一个45毫升的容器中然后密封于高压釜中。高压釜用微波炉加热（松下公司，NN-SN778S，2.45 GHz，最大功率1250 W）,功率调到最大功率（1250W）的40%，加热3分钟，反应之后，反应釜放置冷却到室温。收集产生的沉淀用无水乙醇和蒸馏水反复洗涤几次。产品Co(OH)2在温度为60℃的真空烘箱中烘干。这种方法的优点是合成简单快捷、经济，因为它的加热方式是清洁便宜的同时又十分高效率的[16]。
（4）超声辐射法：本方法所用的所有试剂均为分析纯级别，不需要进一步的纯化处理。这种特定的合成方法如下：首先，在不停地搅拌的条件下，将18.74毫升0.534 mol L-1氨水逐滴加入到200毫升0.025 mol L-1硝酸钴溶液。随后，将反应混合物在输出功率200～500 W的条件下进行超声辐射15-150分钟。在室温下老化24小时后，将沉淀进行过滤，用去离子水多次冲洗，随后在真空条件下，在60℃的下进行干燥。此种合成方法与其他方法相比唯一的优点就是高效率，因为超声辐照加速了反应速度同时阻止了前期颗粒的团聚[12]。
（5）沉淀法：试验所用CoCl２6H２O 、NH３H２O、KOH等试剂均为分析纯，所有溶液均采用二次蒸馏水配制。
首先在室温下，配制0.05 molL－１的CoCl２溶液。取50 mL该溶液置于A 烧杯中，另取20 mL NH３H２O（质量分数25%-28%）放入B烧杯中，然后将两烧杯同时放入一密闭容器内。几分钟后，A烧杯中出现沉淀，上层呈棕色，中间部分为蓝色，底部则呈绿色。将密闭容器在室温下放置10 h后，A烧杯的中上层为红色溶液，下层为蓝绿色沉淀，取出A 烧杯减压抽滤，并用去离子水和无水乙醇洗涤多次，将所得产物在60℃下干燥，得到的墨绿色物质即为Co(OH)２。此法制得的Co(OH)2，具有良好的电化学性能和较高纯度，但其热稳定性较差，加热后从143.3℃开始分解，至400℃时基本完全分解[6]。
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