1。2钴酸锌及其优点

钴酸盐系列氧化物具有繁多的种类和特殊的结构等物理化学性能，成为各种材料研究的热点之一。钴酸盐系列氧化物的结构大体可以分为一下三类：层状结构，尖晶石结构，钙碳结构[10-11]。钴酸盐复合氧化物纳米材料结构独特具有多种优异的的性能，在电热、催化、电池等方面有着广泛的领域。钴酸盐复合纳米材料对紫外线和红外线具有强烈的吸收性能，因此纳米材料被誉为跨世纪的高科技材料，应用前景十分广阔。

钴酸锌具有尖晶石结构，锌离子四面体配位场中取代了具有尖晶石结构的四氧化三钴离子中的钴离子而生成具有同样结构的钴酸锌[12-14]。作为电极材料其电位范围较宽，放电比容量高，导电性能好等优点，并对其化学性质进行了研究。但其表面积都较小，通过不同的比较我们发现中空结构由于其具有较大的比表面积和优异的孔道结构，这些优点使其电化学性能表现优越因此我们希望合成具有大表面积的中孔结构应用在电极上跨越性的改善目前的商业化电极材料[15-20]。论文网

1。3空心结构的优势

空心结构的纳米材料具有密度低，比表面积高，分散性，好稳定性好等优点，并且空心材料能容纳其他材料。在电、力、声、光学等方面有着特殊的性能，因此在催化剂，生物吸附性，药物传输等方面有着极大的贡献。其特殊的微观结构使其在能量存储、药物负载及催化等方面具有独特的优势，因此让研究者对于空心材料的研究产生了巨大的兴趣，并在不断地研究中扩大空心材料的优势[22-23]。现在制备空心结构一般主要是两种：一类是通过模板的方法，另一类是非模板的方法。通过模板的方法有包括硬模板法和软模板法。这种方法是通过在反应体系中加制备好的模板，在反应完成之后去将模板去除可得到形貌均一的空心结构。通过控制模板的形貌尺寸实现对空心结构的可控制备。非模板方法则是通过奥斯特瓦尔德熟化，定向粘附，可肯达尔效应等液相中的物理化学反应形成空心结构。模板法被认为是一种更易于控制合成空心结构的有效方法[24-28]。

综上所述，钴酸锌是一种良好的超级电容器电极材料，但是其循环性能和放电比容量都有待提高。空心球结构的多孔材料具有较高的比表面积和良好的离子透过性，是一种理想的结构，因此本论文以活性碳微球为模板，采用离子吸附-高温固相两步法合成了高比表面积的介孔钴酸锌空心球，并对其结构和形貌进行了表征。该方法通过控制碳微球的尺寸形貌实现对钴酸锌空心球的控制，同时制备的材料具有较大的比表面积和较薄的壳层，体现出良好的超级电容器性能。

实验部分

1。1多孔ZnCo2O4空心球的合成

所有试剂均为分析级，无需进一步纯化。

（1）活性碳微球的制备:运用水热法制备活性碳微球模板。糖球模板是利用葡萄糖的聚合反应制备而成的。将3 g葡萄糖溶于35 ml去离子水中，将溶液转移到容积为50 ml的反应釜中，180 ℃下保持12 h，自然冷却至室温，得到的产物用水和乙醇洗涤，然后60 ℃干燥得到活性碳微球。

（2）将0。05 g活性碳微球(新鲜制备)分散到50 ml的去离子水中，随后在其混合溶液中加入0。04 mol的Co（NO3）2·6H2O和0。02 mol的Zn（NO3）2·6H2O,然后超声2 h，再在室温下搅拌12 h。然后过滤手段得到锌-钴-活性碳微球前驱体，在60 ℃条件下干燥10 h，在空气条件下将所制备的锌-钴-活性碳微球前驱体在450 ℃的温度下煅烧2 h，升温速率为1 ℃ min-1。得到ZnCo2O4空心球。

1。2材料的表征