稀土化合物纳米材料的水相法合成及其机理研究

论文摘要

由于稀土化合物纳米材料在电学、光学、磁学等领域的广泛应用,引起人们广泛关注。因此,设计合成具有新颖结构的稀土化合物纳米材料、探索生长过程,进而实现对尺寸、结构及性质的调控,对于深入研究结构与性质的依赖性、开发稀土化合物新的应用领域、最终实现按照人们的意愿去设计合成材料具有重要的意义。本论文中,从材料新结构和新方法的探索出发,通过水相法合成了一系列的稀土化合物纳米材料。具体内容如下:（1）以酸石酸钠和EDTA为络合剂,采用一种有机络合剂辅助的水热方法合成了单分散的YVO4纳米晶体。系统研究了典型样品的生长过程,并对影响YVO4形貌的因素也进行了讨论,如反应时间、络合剂/Y3+的比例等。进一步的研究表明,该方法适用于其他的稀土钒酸盐,如LnVO4 （Ln= La, Ce, Eu, Tb, Dy, Ho, Er）,揭示了合成不同稀土钒酸盐的一般规律,即钒酸盐的形貌主要由稀土离子和络合剂之间的作用决定的。验证了络合剂具有调节晶体不同面的生长速率的动力学作用。用类似的的方法还制备了Eu掺杂YVO4,并研究了其发光特性。（2） CeO2与过渡金属之间的协同作用可以提高催化剂的活性,改善其选择性和增加其稳定性。论文以Ce（NO3）3·6H2O为反应前驱物,AgNO3为银源,PVP为稳定剂和还原剂,通过水热法合成了Ag/CeO2的复合物。研究表明:晶体固有的生长特性和Ag对CeO2晶面的选择吸附是形成CeO2八面体的关键因素。通过改变反应前驱物,还合成了Cu2O/CeO2纳米多孔球,并对其合成机理进行了初步的研究。（3）基于界面法控制法,在不添加任何络合剂的情况下,室温合成出了六方相的NaEuF4纳米管,并研究了反应时间、Eu3+/F-摩尔比、助溶剂、油相及水相-油相比例等对产物的物相及其形貌影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 纳米材料概述
• 1.2 纳米材料的特性
• 1.2.1 量子尺寸效应
• 1.2.2 表面效应
• 1.2.3 小尺寸效应
• 1.2.4 量子隧道效应
• 1.3 纳米材料的应用
• 1.3.1 光电子、微电子领域
• 1.3.2 催化领域
• 1.3.3 磁性材料领域
• 1.3.4 生物、医学领域
• 1.3.5 陶瓷领域
• 1.4 纳米晶体的生长机理与形貌控制
• 1.4.1 纳米晶体的生长机制
• 1.4.2 纳米晶体的形貌控制
• 1.5 稀土化合物纳米材料的研究现状
• 1.5.1 稀土纳米发光材料
• 1.5.2 稀土纳米催化剂材料
• 1.6 稀土化合物纳米材料合成方法
• 1.6.1 液-固-溶液法（LSS）
• 1.6.2 模板合成法
• 1.6.3 水热（溶剂热）合成法
• 1.6.4 微乳液合成法
• 1.6.5 其他合成法
• 1.7 选题的意义及主要研究内容
• 参考文献
• 第二章 双络合剂协同控制重稀土钒酸盐多级结构机理研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要试剂
• 2.2.2 反应设备
• 4'>2.2.3 稀土钒酸盐纳米材料的合成MV0₄
• 2.2.4 结构表征与性能测试
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 钒酸钇的结构表征与形成机理
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 第三章 水热法合成金属负载纳米二氧化铈复合材料
• 3.1 引言
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 反应试剂
• 3.2.2 反应设备
• 3.2.3 二氧化铈纳米材料的合成
• 3.2.4 结构表征与性能测试
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 二氧化铈纳米球结构表征
• 2 纳米八面体的结构表征'>3.3.2 Ag/Ce0₂纳米八面体的结构表征
• 20/Ce0₂ 纳米多孔球结构的表征'>3.3.3 Cu₂0/Ce0₂纳米多孔球结构的表征
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 4纳米管材料'>第四章 室温界面法合成稀土NAEUF₄纳米管材料
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 主要试剂
• 4.2.2 反应设备
• 4.2.3 界面法合成稀土NaEuF4 纳米材料
• 4.2.4 结构表征与性能测试
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 NaEuF4 结构表征与形成机理
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 第五章 结论
• 致谢