氧化钛，氧化硅纳米管及球形粒子的制备研究

论文摘要

新材料是现代技术革命的重要基础，是开发新能源、发展空间技术和微电子技术的基本保证。人们把材料、能源和信息看作现代文明的三大支柱。近年来，利用分子的自组织特性来合成功能材料已成为材料化学研究的前沿和热点。Science、Nature、Advanced MaterialS和Chemistry of MaterialS等著名期刊对此进行了大量的报道。纳米组装体系、人工合成的纳米结构材料体系越来越受到人们的关注，它是以纳米颗粒以及由其组成的纳米丝和管为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列具有纳米结构的体系。其中，纳米颗粒、丝、管可以是有序排列也可以是无序排列。其特点是更强调按人们的意愿设计、组装、创造新的体系，使该体系具有人们所希望的特性。 分子自组装是指分子在均衡条件下通过非共价健作用，自发地缔结成稳定的、结构上确定的聚集体的过程。在一定条件下通过分子的自组装，自发产生复杂有序且具有特定功能的聚集体组织的过程称为分子自组织。分子自组装技术不仅可用于有机纳米材料的合成，而且可用于复杂形态无机纳米材料的制备；不仅可合成纳米多孔材料，而且可制备出纳米颗粒、纳米棒、纳米丝甚至纳米管、纳米网。在众多的制备方法中，分子自组装技术以其独特的方式和效能而倍受纳米科学工作者的青睐，为纳米科技注入了新的活力。 本论文利用分子自组织技术制备出具有规则完美结构的氧化钛纳米管，分级结构的氧化钛纳米微粒，及以高岭土为原料制备出高质量的氧化硅纳米管，并对其热稳定性、发光等性能进行了研究。我们通过系统的研究工作，得到了许多有价值的结论和创新性结果。 总之，纳米组装技术虽然起步不久，但已取得了许多非常有意义的研究成果。随着纳米组装技术的进一步发展，纳米材料的各种奇异性质和功能必将得到更充分的发挥和利用，纳米材料将在科技、生产、生活等各领域发挥越来越大的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• §1.1 纳米材料的发展简史
• §1.1.1 纳米科技及其意义
• §1.1.2 什么是纳米材料
• §1.1.3 纳米材料的由来
• §1.1.4 纳米材料的特点
• §1.1.5 纳米材料的制备方法--自组装技术
• §1.1.6 纳米材料的应用及前景
• §1.1.7 纳米科技面临的问题
• §1.2 纳米管技术的进展
• §1.2.1 碳纳米管的诞生
• §1.2.2 碳纳米管的形成机理
• §1.2.3 碳纳米管的特点及其应用
• §1.2.4 非碳纳米管的进展
• §1.3 纳米球形粒子的研究进展
• §1.4 小结
• 2纳米管的制备及其热稳定性研究'>第二章 TiO₂纳米管的制备及其热稳定性研究
• §2.1 引言
• §2.2 高产量无序纳米氧化钛管的合成和表征
• §2.2.1 药品与设备
• §2.2.2 制备方法
• §2.2.3.表征
• §2.2.4.结果与讨论
• §2.3 氧化钛纳米管热稳定性研究
• §2.3.1 XRD
• §2.3.2 SEM
• §2.3.3 TEM
• §2.3.4 RAMAN
• §2.3.5 未经过550℃煅烧处理，得到氧化钛纳米管的结果
• §2.3.6 小结
• 第三章 分级结构的氧化钛微米球形颗粒的制备及其发光性质研究
• §3.1 引言
• §3.2 实验部分
• §3.2.1 试剂
• §3.2.2 实验步骤
• §3.2.3 样品的表征
• §3.3 结果和讨论
• §3.3.1 SEM和TEM
• §3.3.2 XRD
• §3.3.3 热重—差热
• §3.3.4 XPS光谱
• §3.3.5 发光光谱
• §3.3.6 制备的机理
• §3.4 结论
• 第四章 用模板辅助法由高岭土制备硅纳米管
• §4.1 前言
• §4.2 实验部分
• §4.2.1 实验步骤
• §4.2.2 表征
• §4.2.3 结果与讨论
• §4.3 对形成机理的讨论
• 第五章 回顾与展望
• 致谢