2014届毕业论文水浴法合成羟基氧化钴院、部：材料与化学工程学院*名：***指导教师：娄晓明职称副教授专业：无机非金属材料工程班级：材本1001完成时间：2014年5月目录湖南工学院2014届毕业设计（论文）课题任务书 (2)湖南工学院本科生毕业论文（设计）开题报告 (4)湖南工学院毕业设计(论文)工作进度检查表 (6)湖南工学院2014届毕业设计（论文）指导教师评阅表 (7)湖南工学院毕业设计（论文）评阅评语表 (8)湖工学院毕业设计（论文）答辩资格审查表 (9)湖南工学院2014届毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表 (11)摘要 (12)Abstract (13)1 .前言 (14)1.1研究背景 (14)1.2羟基氧化钴的发展现状 (17)1.3论文主要研究内容 (17)2. 水浴法合成CoOOH (18)引言 (18)2.1实验原理 (18)2.2相关的实验用品 (18)2.3相关的实验仪器 (18)2.4实验内容 (20)标准组（80℃水浴加热） (20)对照组A（70℃水浴加热） (22)对照组B（60℃水浴加热） (24)3. 试验结果处理及样品检测 (26)3.1实验结果 (26)3.2所得CoOOH的XRD谱图 (27)3.3所得CoOOH的TEM图 (28)3.4结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)湖南工学院2014届毕业设计（论文）课题任务书学院：材料与化学工程学院专业：无机非金属材料工程湖南工学院本科生毕业论文（设计）开题报告湖南工学院毕业设计(论文)工作进度检查表湖南工学院2014届毕业设计（论文）指导教师评阅表学院：材料与化学工程学院专业：无机非金属材料工程湖南工学院毕业设计（论文）评阅评语表湖工学院毕业设计（论文）答辩资格审查表注：此表中内容综述由学生填写，资格审查项目由指导教师填写。
湖南工学院2014届毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表学院：材料与化学工程学院专业：无机非金属材料工程说明：最终评定成绩＝a+b+c，三个成绩的百分比由各学院自己确定，但应控制在给定标准的10％左右。
摘要因为纳米材料在电学，光学和力学上的特性，世界上的许多科学家都对其产生了研究的兴趣。
第十九个世纪以来，纳米材料的研究是一个飞跃，尤其是羟基氧化物，他是由氧离子（O2-），氢氧根离子（OH-）和某些金属离子组成，以及稀土氢氧化物更是切实地应用到了我们的日常生活当中。
由氧离子、氢氧根离子（OH-）与某金属离子组成的化合物叫做羟基氧化物，也是氢氧化物转化为氧化物过程当中部分脱水的中间产物。
其中，钴的羟基氧化物现在作为一种重要的纳米材料被广泛的应用于电化学方面。
自二十世纪以来,出现了多种合成羟基氧化钴（CoOOH）的方法，无论是在国内还是国外，引起了众多科学家的兴趣。
其中所涉及到的问题就在于，大多数方法中涉及到了模板的使用，而去除模板就使得合成的步骤过于复杂，增加了成本。
为了寻找一种合成条件相对合适，步骤简易易于操作，低能耗，成本低的方法，探索CoOOH的合成方法就具有重要意义。
本论文将会利用可溶性钴盐和NaOH为原料，在H2O2作用下，使用液相沉淀法水浴合成CoOOH。
此方法不涉及模板的使用，不存在模板去除问题，污染小、步骤简易，同时，这类液相合成所需条件相对温和、易于放大，对于纳米材料的合成而言，极具应用前景。
关键字：羟基氧化钴; 纳米材料; 水浴法; 液相合成; 沉淀法AbstractDue to the application of nanometer harmonys in electrical, the application of optical, mechanical applications，many scientists in the world have a research interest in the. Since nineteenth Century, research of nano harmony is a leap,in particular,by hydroxyl, oxygen and hydroxyl oxide of metal ions, rare earth oxide and hydrogen is actually used in our daily life.Compounds In the composition of oxygen ion, hydroxyl ions and a metal ion is also called hydroxyl oxide, hydroxide into intermediate partially dehydrated oxide process. Among them, the cobalt oxyhydroxide now as an important nano harmony has been widely used in electrochemistry. Since 1900, there were many synthetic CoOOH, whether at home or abroad, to attract the interests of many scientists. There were a problem lies in most of the methods involved in the use of platen, and platen removal makes the synthetic process is too complex, The increased cost of production. In order to find a suitable synthesis conditions are relatively step is not complicated, easy operation, low energy consumption, low cost method, synthesis of CoOOH is of great significance.This paper will use soluble cobalt salt and sodium hydroxide as raw material, under the effect of H2O2, using liquid phase precipitation water bath CoOOH synthesis , the method does not need to join the template agent, tthe template removal without any problems, small pollution, step is not complicated, and the liquid phase synthesis required relatively mild, easy to enlarge, and for the synthesis of nano harmony, has broad application prospects.Keywords:CoOOH ; Liquid-Phase Synthesis; Water Bath Method; Nano harmony;Precipitation1 .前言1.1研究背景自第十九世纪初到第二十一世纪的现代化学，自1869年门捷列夫提出的元素周期表以及1803年，道尔顿使用当时已掌握的一些分析数据，提出的原子论等在原子层次上的了解和研究化学，飞跃到21世纪分子水平的了解和研究，其中有对化学键本质、分子间相互作用的强弱、结构与功能关系的认识等[1]。
作为以纳米尺度结构为对象的纳米化学。
当物质尺寸处于纳米量级时，就会产生异于原子、分子、又异于块体材料的特别的磁力学上的，力学上的，电学上的，光学上的以至生物学等科学上的性质[2]。
所谓的“人造原子”就是由形状和尺寸相似的纳米粒子作为结构基元组成的新的功能结构[3]。
由纳米粒子(nano particle)组成的纳米颗粒材料（或称为超微粒材料）。
纳米粒子（或称为超微颗粒），通常指尺寸在1～100纳米之间的粒子，是处于原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和宏观的观点看，如此的系统不是典型的微观系统更不是非典型的宏观系统，是一种典型的介观系统，它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应[4]。
当人们将宏观物体细分成纳米颗粒之后，它将表现出跟原有的具有巨大差异的特性。
按照维度不同的约束，纳米材料可分为三种：①零维，就如纳米团簇和纳米颗粒这类物质，它们在空间三维尺度内都受到了约束[5]；②一维，就如纳米管、纳米带、纳米线这类材料，在空间之中只有二维在纳米尺度受到了约束[6]；③二维，就如超薄膜、超晶格、多层纳米结构等，在空间之中唯有一维在纳米尺度受到了约束[7]。
因为这些单元具备量子性质，所以对零维也叫做量子点、一维也叫做量子线、二维也叫做量子阱[8]。
如何用化学技术措施在纳米尺度下对物质的尺寸和物质的维度进行调控以及控制其构成，进而实现改变它的物理化学性质，就是纳米化学的问题所在[9]。
羟基氧化物是由氧离子（O2-）、氢氧根离子（OH-）与某金属离子组成的化合物，也是氢氧化物转化为氧化物过程当中部分脱水的中间产物[10]。
大量羟基的存在羟基氧化物的表面与外界分子易于结合的独特结构，比表面积也较大，其作为载体能大幅提高负载功能单元的分散性，增加其反应活性位点，本身具备一些优点，如对某些分子优良的催化活性，有优良的亲水性、孔结构等[11]。
其中，钴的羟基氧化物现在作为一种重要的纳米材料被广泛的应用于电化学方面。
为了在目前的条件下寻找合适的反应条件．操作简易容易，适用范围广的制备新方法，对其合成方法进行研究尤为重要[12-14]。
本文的研究对象主要为钴的羟基氧化物。
单就钴本身的性质，纯的钴是很标准的金属色（银白色），质地较硬，拥有不错的延展性，铁的硬度以及延展性都比钴要差，但是钴的磁性却没有铁好，不过钴是能增加铁的磁性的唯一元素。
钴与钐(Sm),镍(Ni)、铝(Al)等共熔能够得到磁性非常好的合金钢。
钴的合金在高温下仍能保持其原有的强度和其他有价值的性质。
钴属于磁性物质，它拥有所有的金属与合金中最高的居里点，高达1121摄氏度[15-16]。
球形钴粉末钴的氧化物有三种：氧化亚钴(CoO)、四氧化三钴(Co3O4)和氧化钴(Co2O3)[17]。
氧化钴(Co2O3)是钴的高价氧化物，它是一种黑色无定形粉末，加热时会生成四氧化三钴(Co3O4)[18]。