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四氧化三钴以其优越的电化学、磁学、气敏、催化等性能得到了广泛的应用且受到了极大的关注。众所周知,产物的形貌对其相关性能有着很大的影响,因而研究合成形貌规则的四氧化三钴是提高其性能的关键。本论文采用沉淀法、水热法、溶剂热法合成了不同形貌的前驱体,焙烧处理后获得了具有不同规则形貌的四氧化三钴产物,并探讨了相应的反应机理;同时,考察了不同形貌的四氧化三钴对高氯酸铵的热分解催化性能。主要内容如下:利用沉淀法合成了片状β-Co(OH)2前驱体,经过500oC焙烧处理后获得了多孔片状Co3O4,考察了反应温度、溶剂和碱源对产物形貌的影响,并初步探讨了产物的形成机理。通过对比实验发现,水合肼和环己烷对片状结构的形成和规则有序生长有极大的贡献。随着反应温度的升高,产物的结晶度逐渐提高,产物形貌也越规则,介孔特性也随之提高。研究表明,产物作为催化剂对高氯酸铵热分解均有较好的催化性能,其中在80oC水浴温度下制备的Co3O4催化性能最佳,使高氯酸铵热分解温度区间由284~453oC降低到222~295oC。在表面活性剂油酸的辅助下水热法合成了梭子片状Co2(CN)5NH2前驱体,经过焙烧后得到了多孔梭子片状Co3O4,并考察了表面活性剂、溶剂体系、反应温度、反应时间和焙烧温度对产物形貌和结构的影响。研究发现,油酸作为结构导向剂对梭子片状的形成起到了决定性作用;随着溶剂体系中乙醇含量的改变,产物表现出不同的形貌。实验结果表明,添加2mL油酸,乙醇与水体积比1:1,180oC水热条件下反应12h制备的前驱体产物最佳。随着前驱体焙烧温度的升高,产物的孔径尺寸逐渐增大且分布变宽,催化性能则随之降低。其中,前驱体经过400oC焙烧制备的Co3O4产物形貌最佳且对高氯酸铵热分解催化性能最佳,使其热分解温度区间降低到227~307oC。以油胺为表面活性剂,乙二醇为溶剂利用溶剂热法合成了空心球形Co(CO3)0.5(OH)0.11H2O前驱体,经过焙烧处理后获得了Co3O4产物,并考察了表面活性剂、反应温度、反应时间和焙烧温度对产物形貌和结构的影响。结果表明,油胺和六次甲基四胺对产物空心球形的形成起到了关键性作用。随着前驱体焙烧温度的升高,球形结构的表面越粗糙,组装球形结构的纳米粒子尺寸逐渐增大,产物的比表面积则随之减小。实验结果表明,乙二醇为溶剂,添加0.5mL油胺,180oC水热反应16h制备的前驱体产物形貌最佳。经过不同焙烧温度获得的Co3O4对高氯酸铵热分解均具有较好的催化性能,其中350oC焙烧后制备的Co3O4产物催化性能最佳,使高氯酸铵热分解温度区间降低为220~296oC。