四氧化三钴粉末的制备和应用.pdfVIP

四氧化三钴粉末的制备与应用 胡雷，刘志宏 中南大学冶金科学与工程学院，长沙（410083 ） E-mail ：Lizarazu82@ 摘 要：四氧化三钴是一种重要的功能材料，本文介绍了Co O 粉末的一些新的制备方法， 3 4 包括室温固相反应法、机械球磨法、水热- 固相反应法、加压氧化法以及（ISC-Co ）热分解 法，并对四氧化三钴粉末的应用进行了综述。 关键词：超细Co O 粉体，制备方法，应用 3 4 1. 引言 纳米材料由于具有与普通材料不同的若干特性[1-3]，如小尺寸效应、表面效应、吸波效 应等而引起科技界的广泛重视。因此合成新的超细材料和研究新的合成方法是目前研究的热 点。 Co3O 4 是一种优良的功能材料，它被广泛的应用于锂离子电池、硬质合金、催化剂、颜 料、有色玻璃、陶瓷等方面。锂离子二次电池由于具有单位电池电压高、比能量高、自放电 低、安全、无污染和性能稳定等一系列优点而逐渐代替 Ni-MH 电池成为移动电子设备的首 选，动力锂离子的研究开发也正在进行中。目前国际上制备锂离子电池采用的正极材料主要 为 LiCoO 。世界上生产LiCoO 粉末普遍采用的钴原料主要有 Co O 、CoCO 、CoC O 、Co 2 2 3 4 3 2 4 （OH ） 等，其中 Co O 作为钴原料由于生产工序简单、产品性能稳定、过程容易控制而为 2 3 4 LiCoO2 生产厂家普遍采用。 Co O 粉末在这些方面的应用效果，除了材料本身化学性质的作用外，还与自身粒度的 3 4 不同所产生的特殊作用有关。因此合成品质优良的超细 Co3O4 粉体，有着重要的应用价值。 2. Co3O4 粉末的制备方法 2.1 气相法 在有过热水蒸汽的存在下，在氧气氛中，加热金属钴，使其氧化成Co O 。该法生产的 3 4 Co O 活性低、颗粒大，其物理和化学性能难以达到LiCoO 生产用原料的要求，故目前一般 3 4 2 不使用此方法来制备电子级Co O 。其反应式为： 3 4 3Co+2O →Co O 2-1 2 3 4 2.2 均匀沉淀法 [4 ] 张明月 等人以硝酸钴为原料，尿素为沉淀剂，聚乙二醇为分散剂，采用均匀沉淀法制 备出了平均粒径为14nm、长度为0.28um的球链状Co O 。这种方法的原理是：尿素在加热条 3 4 件下产生NH OH和CO ,并与Co2+ 反应生成Co (OH ) CO 沉淀, 经洗涤、干燥后在马弗炉中 4 2 2 2 3 煅烧制得Co3O 4粉末。主要化学反应式为: 尿素分解: CO (N