实验七-实验报告.docx

《实验七-实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验七-实验报告.docx（4页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精选优质文档-倾情为你奉上实验七：超声化学法制备纳米多孔氧化物及其电化学性能研究专业：材料物理 姓名：许航 学号： 一、 实验内容与目的1、 学习超声化学反应的基本原理，熟悉反应装置的构成；2、 通过与其他方法比较，了解超声化学法在多孔纳米材料制备方面的优缺点；3、 学习超声化学法制备多孔金属氧化物的实验步骤，了解多孔纳米材料的表征方法；4、 学习电化学工作原理，掌握电容测试方法，熟悉超级电容器常用的金属氧化物材料。二、 实验原理超声化学主要源于声空化导致液体中微小气泡形成、振荡、生长收缩与崩裂及其引起的物理、化学效应。液体声空化是集中声场能量并迅速释放的过程，空化泡崩裂时，在极短时间和空化极

2、小空间内，产生5000K以上的高温和约5.05108Pa的高压，速度变化率高达1010K/s，并伴有强烈的冲击波和时速高达400km的微射流生成，使碰撞密度高达1.5kg/s；空化气泡的寿命约0.1s，它在爆炸时释放出巨大的能量，冷却速率可达109 K/s。这为一般条件下难以或不能实现的化学反应提供了一种特殊的环境。这些极端条件足以使有机物、无机物在空化气泡内发生化学键断裂、水相燃烧和热分解条件，促进非均相界面之间搅动和相界面的更新，极大提高非均相反应的速率，实现非均相反应物间的均匀混合，加速反应物和产物的扩散，促进固体新相的生成，并控制颗粒的尺寸和分布。通过将超声探头浸入反应溶液中就可将超声

3、波引入到一个有良好控温范围的反应系统。利用超声来使反应体系中的物质得到充分的反应，从而制备出颗粒分布、大小尺寸均匀的纳米多孔氧化物。三、 实验数据及处理1. 循环伏安曲线在恒定扫描速率下，伏安特性曲线为闭合曲线，且扫描速率越快，围成的图形面积越大。2. 恒流充放电电压-时间曲线曲线包括充电和放电两个过程，设定电压从0V充到0.6V，再放电到0V。随着充电电流的增加，充放电总时间增长，曲线的峰点向时间增加的方向移动。3.电容与充放电电流的关系通过公式C=It/v 计算样品的电容值，做出电容-充放电电流曲线图，发现随着充放电电流的增加，测定的电容值减小，电容与电流几乎呈线性关系四、 思考与讨论1、

4、 超声化学法来制备多孔金属氧化物纳米材料的过程中，超声波起了什么作用？答：超声在纳米材料的制备中的作用源自空化效应。超声化学所具有的一些极端条件足以使有机物，无机物在空化气泡内发生化学键断裂，水相燃烧和热分解条件，促进非均相界面之间搅动和相界面的更新，极大提高非均相反应的速率，实现非均相反应物之间的均匀混合，加速反应物和产物的扩散，促进固体新相的生成，并控制颗粒的尺寸和分布。超声波形成的空化作用在空化泡破裂之时，极短时间产生强烈的冲击波和时速高达400km的微射流生成，产生高的碰撞密度，释放巨大的能量，为一般条件下难以或不能实现的化学反应提供一种特殊的环境，促进反应的进行。同时超声辐射可以连续

5、清洗金属表面，从而提高反应速率；通过控制超声波使声化学反应促进声能量和物质的相互作用，从而改变液/固发生化学反应的途径。2、 讨论实验中的哪些参数会对样品的形貌、尺寸（晶粒大小、颗粒直径等）、比表面积产生影响？讨论各参数的影响。答：反应的时间、反应温度、反应压强：都要满足一定条件才能使反应发生，生成样品超声波作用：促进反应进行，促进晶粒细化，增大比表面积。3、 怎样由上面计算得到的电容量C计算出电极材料的单位质量电容（Cs）?答：将电容除以样品质量就可以得到电极材料的单位质量电容。4、 电流的扫描速率是否会对实验结果产生影响，其扫描的数据范围又是如何确定的？答：会对实验产生影响，扫描速率越快，

6、循环伏安曲线围成的面积越大，电流保持恒定时的电压范围越大。数据范围的确定：首先设置一个较大的电压范围，开始扫描，根据图像的实际范围作出调整，直到扫描的数据范围最为准确。五、 实验反思通过本次实验，我了解了超声波在实验中可以起到的重要作用，学习超声化学反应的基本原理，熟悉反应装置的构成。同时，通过与其他方法比较，了解超声化学法在多孔纳米材料制备方面的优缺点；学习超声化学法制备多孔金属氧化物的实验步骤，了解多孔纳米材料的表征方法；学习电化学工作原理，掌握电容测试方法，熟悉超级电容器常用的金属氧化物材料。学习了电化学工作站的基本工作过程，学习了材料电化学性能的测试方法，经过练习，学会了基本的数据处理及分析。在今后的学习和研究过程中会更加细心，开放思维，寻找最好的实验方法进行实验，努力追求科学严谨的态度，做好每一步。专心-专注-专业