摘要：本文采用水热法制备了由高纯的氢氧化镍纳米片自组装成的微球。经退火热处理得到由六方相氧化镍纳米片自组装成的中空微球，其直径为3-5μm。本文探究了水热温度和六次甲基四胺（HMT）添加量对氢氧化镍和氧化镍形貌及尺寸的影响。结果表明：随着水热温度的增加，微球尺寸的均匀性提高；随着六次甲基四胺添加量的增加，纳米片团聚的紧密度提高。通过离心成膜的方式，将氧化镍微球组装成电致变色器件。采用循环伏安法和阶跃电压法，探究了氧化镍电致变色器件的性能：氧化镍薄膜在0.6V下着色（深灰色），完全着色时间为5s；在负压-0.6V下消色，消色时间为1s，表现出良好的电致变色性能。

关键词氧化镍氢氧化镍水热法纳米片微球电致变色

毕业设计说明书外文摘要

Title    Preparation and properties of nanostructured nickel oxide

Abstract：In this paper, Ni(OH)2 microspheres assembled from nanosheets are prepared by hydrothermal method. The high purity NiO microspheres are then obtained after annealing treatment. The hexagonal NiO microspheres are hollow with uniform diameter of 3-5 μm. The effects of hydrothermal temperature and the amount of hexamethylenetetramine (HMT) on the morphology and size are investigated. The results show that the uniformity of the obtained microspheres increase with the increasing of the hydrothermal temperature. The nanosheets become compact with the increasing of the amount of HMT. Finally, a nickel oxide based electrochromic device is fabricated. The performance of the electrochromic device is demonstrated by the methods of cyclic voltammetry and step voltage. The film turns to dark gray under the 0.6 V and bleaching under the -0.6 V. The complete coloration time is about 5 s, and bleaching time is about 1 s which shows a great electrochromic performance.

Keywords  Nickel oxide  Nickel hydroxide   Hydrothermal method   Nanosheets Microspheres  Electrochromic

目次

1绪论 1

1.1氧化镍结构 1

1.2纳米结构氧化镍制备方法 1

1.3氧化镍性能及应用 6

1.4本课题研究意义及内容 8

2实验及表征 9

2.1实验试剂及仪器设备 9

2.2实验步骤 10

2.3样品表征方法 10

2.4氧化镍电致变色器件的性能测试 11

3实验结果及讨论 13

3.1水热温度对样品形貌及结构的影响 13

3.2六次甲基四胺添加量对样品形貌及结构的影响 17

3.3氧化镍电化学性能 21

结论 25

致谢 26

参考文献 27

1绪论

氧化镍（NiO）是直接宽带隙p型反铁磁半导体，禁带宽度为3.6eV。由于氧化镍（NiO）优良的光学、电学和磁学性能，被广泛应用于超级电容器、电致变色器件、发光二极管、有机太阳能电池等领域[1]。

1.1氧化镍结构

图1.1为氧化镍晶体结构图。氧化镍（NiO）的晶体结构为氯化钠结构，其中每个Ni+周围有六个最近距离的O2-，氧离子形成正八面体，镍离子处于氧八面体中心；反之亦然，每个O2-周围有六个最近距离的Ni+，镍离子形成正八面体，氧离子处于氧八面体中心[2]。氧化镍的理想晶体结构为Ni：O=1：1，但由于氧化镍晶体本身存在缺陷，使氧化镍无法满足化学计量比，镍原子与氧原子的比例偏离1：1，从而使氧化镍结构中产生很多受主缺陷。

图1.1氧化镍晶体结构图

1.2纳米结构氧化镍制备方法

1.2.1水热法

水热法是通过将难溶或者不溶反应物在人为制造的高温高压环境下溶解，并且产生溶解产物，通过调控反应釜使溶解产物达到饱和然后结晶析出纳米颗粒的方法[3]。由于通过水热法制备得到的产物具有良好的结晶性、可调控的形貌结构、简单的操作、低廉的成本等特点，是常用的获得纳米材料的方法[4]。