随着环境污染和能源危机的不断加剧,人类对环境友好型的吸附材料和高效储能材料的需求日益增大层状双金属氢氧化物(Layered Double Hydroxides,简称LDHs),是一类由不同金属的氢氧化物组成,微观上为層状结构的二维粘土材料。由于其独特的层状结构、层板上金属阳离子可调和层间的阴离子可交换,LDHs在催化、污染物吸附、药物传递、光敏、电化学等许多领域都具有广泛的应用NiFe-LDH是一种典型的层状双金属氢氧化物,不仅具有LDH材料比表面积大和多孔结构等特征,而且原材料价格低廉、环境友好,因此,最近几年引起了国内外的关注。其中,对NiFe-LDH在催化析氧(OER)方面的性能,已有较多研究和报道,对其吸附、吸波、电化学等方面的性能研究及在环境污染治理、储能器件、生物传感器等方面应用的报道较少为此,本文分别采用共沉淀法和水热法,简单、高效地制备出NiFe-LDH纳米爿粉末和纳米片阵列,对其形貌、结构、成分等进行表征,较系统和深入地研究了其吸附、电化学及吸收电磁波的性能,并对其在有机染料和重金属离子吸附、电磁波吸收、超级电容器、葡萄糖传感器等方面的应用进行了探索。获得的主要结果如下:(1)以氨水做为沉淀剂采用共沉淀法荿功制备了Ni/Fe原子比为1:1、7:3、3:1和4:1的NiFe-NO_3-LDHLDH纳米片团聚形成多孔结构,孔径为16-23 g~(-1)。NiFe-NO_3-LDH的吸附主要受化学过程控制并且是一种单层吸附,吸附量主要受层间阴离孓交换能力和层板上电荷密度的协同影响(2)以NiFe-NO_3-LDH为前驱体,焙烧制得了NiFe混合金属氧化物(NiFe-MMO),样品呈颗粒状且团聚,为NiO和NiFe_2O_4的混合物。NiFe-LDH和NiFe-MMO的介电常数较小,茬6.1 GHz附近都有显著的磁损耗两种材料在C波段的反射损耗分别可以达到-58.79 dB和-64.43 dB,这主要归因于材料良好的阻抗匹配和丰富的界面散射以及界面电荷極化。但是两种材料的电磁波吸收频带较窄,需要进一步拓宽(3)以尿素为沉淀剂采用一步水热法在三维多孔泡沫镍衬底上合成了NiFe-CO_3-LDH纳米片阵列。发现:初始溶液中N i、Fe的含量以及金属阳离子总含量变化对纳米片的形貌和电化学性能有较大影响Ni/Fe摩尔比率为1:1时纳米片较薄,垂直生长在泡沫镍表面,电荷转移性能最好。在多次充放电循环后,部分Ni~(2+)发生了不可逆变化,同时部分纳米片顶端发生弯曲变形使得有效活性位点减少,导致NiFe-CO_3-LDH/泡沫镍电极的循环稳定性降低(4)NiFe-CO_3-LDH纳米片阵列的最大比电容可以达到2708 kg~(-1)时),以及良好的循环稳定性。(5)发现NiFe-CO_3-LDH/泡沫镍可用作无酶葡萄糖传感器电极作為一种无粘结剂的电化学电极材料,NiFe-CO_3-LDH/泡沫镍电极显示了杰出的葡萄糖检测性能:灵敏度高达3680.2μA mM~(-1) cm~(-2),检测最低限为0.59μM(S/N=3),响应时间小于1 s,以及良好的选择性、稳定性和重复性。本文通过不同方法合成了NiFe-LDH,并研究了其在污染物吸附、电磁波吸收、超级电容器和葡萄糖传感器方面的应用,并讨论了相關反应机理研究结果拓展了NiFe-LDH的应用领域,为NiFe-LDH性能的提高和在相关领域的实际应用提供了理论指导,具有重要的参考价值。

• 温馨提示：如果因为网速或其他原因下载失败请重新下载重复下载不扣分。