[00105637]四元尖晶石型纳米晶体 MCoxMn2-xO4 (0

该项目为国家自然科学基金资助面上项目（项目批准号：61574020）。该项目主要研究成果如下：

1. 四元尖晶石型过渡金属氧化物纳米晶体可控合成工艺及生长机理：系统研究利了用溶胶-凝胶法或共沉淀法热处理四元过渡金属前驱体（碳酸盐、硝酸盐、草酸盐、氯化物、氢氧化物等）制备 MCoxMn2-xO4(0<x<2，M= Cu、Zn、Mg)纳米晶体的工艺条件及生长机理，明确前驱体种类、热处理温度与时间、模板剂种类与 MCoxMn2-xO4 纳米晶体的化学组分、尺寸、形貌及比表面积之间内在规律，为合成组分可调、形貌可控、分散性好、尺寸均匀、比表面积大的四元尖晶石纳米晶体提供实验指导及理论依据。

2. 不同价态金属离子在晶格中的分布行为与生长条件之间的内在关系：系统研究了制备工艺对不同过渡金属 M 阳离子及 Co/Mn 比例对 MCoxMn2-xO4 纳米晶体的化学组分、尺寸、形貌、比表面积的影响及相互间的内在联系。结合鲍林静电价规则进行价键总和计算分析，阐 明前驱体种类、热处理温度等合成条件与不同价态过渡金属离子在四面体/八面体位之间的分 布行为及其浓度比之间的内在规律。并进一步探究通过改变实验条件精确控制四元尖晶石型 过渡金属纳米晶体中金属阳离子在晶格中分布行为的生长工艺及机理。

3. 四元尖晶石型过渡金属氧化物纳米晶体的双效氧电极反应催化、赝电容性能研究及其与晶体组分、尺寸、形貌和金属离子价态分布之间的构-效关系：系统研究了不同离子分布的四元尖晶石型氧化物在碱性条件下，氧还原及氧析出反应的线性/循环伏安响应以及计时安培特性，获得氧还原电催化的起峰电位、半波电势、极限扩散电流密度、催化剂耐久性以及氧析出电催化的起峰电位和催化剂耐久性等特征数据。阐明四元尖晶石型纳米晶体的组分、尺寸、形貌和金属离子价态分布与氧电极双效电催化活性、稳定性之间的内在规律；并进一步阐明了上述规律对四元尖晶石型纳米晶体电极超级电容器在不同电解液体系下，循环伏安、恒电流充放电以及电化学阻抗响应的影响方式，为获得新型四元尖晶石型过渡金属氧化物纳米晶体赝电容电极材料提供理论依据。