钼酸镍纳米材料的物相和形貌调控规律开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

随着社会工业化程度的加深，人们对高质量储能设备需求日益迫切。由于锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、成本相对低、无记忆效应等优点^[1]，因此广泛应用于连续供电、心脏起搏器、电动车辆、安全气囊、铲车、起重机等领域^[2]。电极材料是决定电容器性能的关键性因素^[3], 锂离子电池的性能很大一部分取决于其电极材料^[4]。^.已商业化的石墨负极和锂盐正极材料的可逆比容量已满足不了人们对高能量密度和高功率密度锂离子电池的需求^[5]。近年来，理论比容量较高的金属化合物被研究者们广泛探索应用于锂离子电池的电极材料上，特别是二元金属氧化物，由于具有多重氧化态，能够发生丰富的氧化还原反应，导致可变化的电容特性，有希望成为高性能超级电容器电极材料^[6]。

钼酸盐(comoo₄、nimoo₄、mnmoo₄等)由于其价格低廉、环境友好、资源丰富，并且具有优越的光学、电学、磁学性质^[7]，而广泛应用于激光施主材料^[8]、湿度传感器^[9]、发光材料^[10]、磁材料^[11]和催化材料^[12]等领域。除此之外，我国钼资源产量居世界第二位，储量丰富。利用资源优势，开发新型的钼酸盐材料，推动其在各产业领域中的应用，将具有重要的经济价值和社会价值^[13]。

钼酸镍（nimoo₄）作为渡金属钼酸盐之一，用于超级电容器的电极材料^[14]，其表面有快速的氧化还原反应(赝电容行为)^[15]，具有高的电化学活性，是潜在的理想电极材料。但nimoo₄电极材料在多次充放电后，材料的氧化还原反应可逆性恶化，电子储存能力下降，循环寿命短^[16]，从未来的应用角度来看，在不牺牲功率传递和循环稳定性的情况下，改善其比电容和循环能力是当务之急^[17]。目前，通过降低尺寸和调整微观形貌是提升其电化学性能的有效途径之一^[18]。

2. 研究的基本内容和问题

2.1 研究内容

鉴于高纯钼酸镍在超级电容器的重要性，本论文拟选用水热法，以硝酸镍和钼酸钠为原料，制备高纯钼酸镍材料，通过改变温度、浓度、ph值、edta添加剂的用量来调控目标钼酸镍的尺寸和微观形貌，探讨其对钼酸镍尺寸和微观形貌的影响并总结规律。

2.2 预期目标

3. 研究的方法与方案

3.1实验仪器和试剂

（1）实验仪器：烧杯，反应釜，烘箱，傅里叶变换红外光谱仪，扫描电子显微镜（sem），x射线衍射仪

（2）实验试剂：硝酸镍，钼酸钠，无水乙醇，氢氧化钠，乙二酸四乙酸二钠（edta），聚乙二醇，浓氯化氢，去离子水，四氟乙烯

4. 研究创新点

[1] 李晓婷,胡中爱,贾鹏飞,等.水合钼酸镍纳米花的合成与超电容性能表征[j].化工新型材料,2013,41(12):92-94.

[2] gonzalez a, goikolea e, barrena j a, et al. review on supercapacitors: technologies and materials. renewable sustainable energyreviews., 2016, 58: 1189-1206.

[3] cai d p, wang d d, liu b, et al. comparison of the electro-chemical performance of nimoo4 nanorods and hierarchical nanospheres for supercapacitor applications.acs applied materials interfaces., 2013, 5(24): 12905-12910.

5. 研究计划与进展

（1）1-2周（2021.03.01～2021.03.14）：查阅文献，了解课题背景，设计实验方案，完成开题报告和外文翻译。

（2）3-6周（2021.03.15～2021.04.11）：开展初步实验，进行钼酸镍晶体制备、形貌调控。

（3）7-13周（2021.04.12～2021.05.30）：对产物进行电化学分析