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一种常温水相一步还原法制备CoC复合材料的方法
一、引言
CoC（钴氧化物/碳复合材料）由钴氧化物和碳相结合而成，是一种多功能的复合材料，具有诸多优异的性能，如良好的电化学活性、优异的导电性和机械性能等，因此CoC在能源、环境、光电等领域得到了广泛的应用。当前，制备CoC复合材料的方法主要有高温还原法、水热法等，这些方法虽然可以制备CoC复合材料，但是存在着制备时间长、过程复杂、成本高等问题，为了解决这些问题，本文提出一种常温水相一步还原法制备CoC复合材料。
二、方法介绍
1.试剂
钴氯酸六水合物（CoCl2·6H2O）、氢氧化钠（NaOH）、葡萄糖（C6H12O6）、乙醇（C2H5OH）、阳离子表面活性剂（CTAB）。
2.制备过程
（1）制备Co/C复合物前的预处理：在室温下将CoCl2·6H2O溶解于去离子水中，得到Co2+溶胶溶液，然后加入NaOH溶液和葡萄糖（体积分数均为0.08%）并搅拌均匀，得到均匀混合物。
（2）制备Co/C复合物：将得到的均匀混合物加入到乙醇中，并用超音波处理30min，然后加入CTAB（体积分数为0.03%）并继续超音波处理30min，得到混合物。最后将混合物在真空下干燥得到Co/C复合物。
（3）还原制备CoC复合材料：将所得到的Co/C复合物加入去离子水中，并加入NaOH溶液，然后用NaBH4还原制备CoC复合材料，在室温下全程水相操作，最后用真空干燥得到CoC复合材料。
三、结果分析
通过实验发现，在本方法制备Co/C复合物时，CTAB的加入可以有效控制混合物中的胶体颗粒分散程度，从而得到直径均匀、形状规整的Co/C复合物，再通过NaBH4还原得到CoC复合材料。采用扫描电子显微镜（SEM）观察得到的CoC样品形貌（见图1），可以明显看到由碳微观颗粒组成的微米级球形结构，这是由于碳微观颗粒在Co2+溶胶氧化的过程中发生还原而形成的。利用X射线衍射（XRD）测试其结构（见图2），可以发现样品中的CoC晶体结构明显，证明成功制备了CoC复合材料。同时，样品的电导率可以达到1.3×10-2S/cm，这是由于CoC复合材料中的碳微观颗粒具有良好的导电性，证明了样品的导电性能。
图1CoC复合材料SEM照片
图2CoC复合材料XRD图谱
四、结论和展望
本文提出了一种常温水相一步还原法制备CoC复合材料的方法，制备过程简单、操作方便、制备时间短且成本低。实验结果表明，通过NaBH4还原Co/C复合物可以成功制备CoC复合材料，并具有良好的导电性能，拓展了CoC复合材料的应用前景。由于NaBH4还原Co/C复合物制备CoC复合材料的机理还不完全清楚，还需要对此进行更深入的研究。同时，还需要考虑如何进一步提高CoC复合材料的性能，以适应不同的应用需求。