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四氧化三钴晶体结构是怎样的?

  纳米四氧化三钴具有尖晶石晶体结构图片。性能特点:四氧化三钴具有尖晶石晶体结构,是一个重要的磁性材料、P-型半导体,在异相催化、锂离子充电电池的阳极材料、固态传感器、电致变色器件、太阳能吸收材料和颜料等很多方面具有重要的应用价值。Co3O4是制造锂电池电极材料钴酸锂的主要原料。制备纳米Co3O4有许多方法,如:共沉淀法、化学气相沉淀法、室温固相反应法等。



  四氧化三钴物理性质

  性质:灰色或黑色粉末。密度5.8-6.3g/cm3。为一氧化钴合三氧化二钴的产物。露置空气中易于吸收水分,但不生成水合物。缓慢溶于无机酸。加热到1200℃以上时会分解为氧化亚钴。在氢气火焰中强热到900℃时,转变为金属钴。

  应用领域

  具有尖晶石结构的Co3O4还可以作为电催化剂,催化阳极上氧、氯的析出;电解食盐水时代替价格昂贵的RuO2用作阳极活性材料;还有希望在燃料电池中作为阴极催化剂使用。

  无论是薄膜还是粉体的制备,制备方法不同对材料性能产生的影响很大。制备Co3O4常用的方法主要有钴盐热解法、溶胶凝胶法、化学喷雾法等。其中后两种方法常用于在不同基体上制备薄膜材料。工业化规模生产钴氧化物粉体常用化学热解法。

  制备方法

  溶胶凝胶法是另一种制备高纯度、单分散颗粒的方法。与传统方法相比,它具有热处理温度低的优势。Mustapha El Baydi et al.采用溶胶凝胶法制备Co3O4,并对比了溶胶凝胶法、固体硝酸盐热解法和硝酸盐溶液喷雾热解法所得材料的形貌粒度,比表面积和电催化活性。发现尽管溶胶凝胶法制备的Co3O4粒径范围分布窄(2-4nm)、比表面积较大,但材料并未表现出更优良的电催化活性。而纳米材料由于粒径小,具有特异的表面效应和体积效应。当控制Co3O4的粒度在纳米范围内时,其催化活性会大大提高。例如,Co3O4催化CO的氧化反应,颗粒粒度是影响其催化活性的主要因素。当Co3O4的粒度达到几个纳米时,-78℃时CO的氧化转化率仍可达100%。当小粒子尺寸进入纳米量级时,其本身具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应,展现出许多特有的性质。因此,纳米材料在催化、滤光、医药、磁介质及新材料等方面有广阔的应用前景。但是,纳米材料具有很高的表面活性,极易产生团聚。Dierstein A.等人采用氧化气氛下的电化学沉积法(EDOC)、并使用适当的稳定剂制备了粒径分布范围窄的纳米Co3O4粉体。采用简便易行的方法制备分散良好、形貌和颗粒大小均匀、杂质含量低的纳米Co3O4粉体,有效解决纳米粉体材料的团聚问题,是重要的研究课题。



-------------钴常见问题解答-------------


      问:锂电池可以不用钴吗

      答:锂电池完全可以不用钴元素,比如磷酸铁锂电池,只有使用钴酸锂材料的电池中才含有钴元素。


      问:固态锂电池用钴吗

      答:固态电池不使用钴元素是可以的,早期的固态电池用磷酸铁锂做正极,用聚合物做电解质,所以电池中不含钴元素,但是固态电池的发展,使用钴元素的电池很可能会成为一种潮流。


      问:钴在锂电池中的作用是什么

      答:钴在电池中的存在形式是钴酸锂,作为锂电池的正极材料来使用。



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