【摘 要】
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生态环境污染和化石能源危机是全球重点关注的两大问题,我国十三五规划将其列为未来发展计划实施的首要任务。Co（Ⅱ）既可作为高效催化中心应用于环境污染控制化学中的高级氧化技术,也可作为活性材料的组分应用于能源化学中的超级电容器。橄榄石结构的硅酸盐具有特殊的晶体排列,化学性质稳定,具有催化材料和能源材料的应用前景。本学位论文开发了一种机械化学制备纳米硅酸钴的方法,研究了纳米硅酸钴的催化性能和电化学性能。
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生态环境污染和化石能源危机是全球重点关注的两大问题,我国十三五规划将其列为未来发展计划实施的首要任务。Co（Ⅱ）既可作为高效催化中心应用于环境污染控制化学中的高级氧化技术,也可作为活性材料的组分应用于能源化学中的超级电容器。橄榄石结构的硅酸盐具有特殊的晶体排列,化学性质稳定,具有催化材料和能源材料的应用前景。本学位论文开发了一种机械化学制备纳米硅酸钴的方法,研究了纳米硅酸钴的催化性能和电化学性能。主要研究内容如下:（1）开发了一种机械化学制备纳米硅酸钴的方法。分别以无机钴盐（硫酸钴、硝酸钴和氯化钴）、Na2SiO3·9H2O和NaOH为原料（三种原料的摩尔比为2:1:2）,氧化锆球为磨球,混合物料与磨球的质量比为1:40,在350 rpm下球磨2 h制得三种纳米硅酸钴。利用物理和化学表征明确了它们的晶体结构和元素组成等基本理化特征;研究了所制备的硅酸钴的催化氧化能力。在初始pH值为9.0和过一硫酸盐用量为0.1 g·L-1时,该催化剂(0.1 g·L-1)能在5 min内降解99.6%的亚甲基蓝(MB,10 mg·L-1);其准一级动力学速率常数高达2.398 min-1,与采用水热法制备的硅酸钴相比其速率常数提高了近10倍。淬灭实验及电子顺磁共振波谱表明参与降解MB的主要活性物种为~1O2;SO4·-、·OH和CO3·-也有贡献。（2）研究了所制备的硅酸钴作为超级电容器电极材料的电化学储能性能。在电流密度为0.5 A·g-1时,以硫酸钴为钴源、采用机械化学法制备的硅酸钴的质量比电容高达235.6 F·g-1（3 M KOH电解液中,扫描电势范围-0.15～0.40 V）,约为水热法制备的硅酸钴电极材料质量比电容的35倍。利用扫描速率与响应电流之间的关系判明了其储能机理。
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