无机纳、微米材料的模板法制备与性能

论文摘要

本论文通过软、硬模板法,成功合成了几种新型功能材料:ZnO和TiO2中空纤维、多孔SiO2微球和水溶Na2SO4纳米棒。以亚甲基蓝和甲基橙溶液的脱色研究了ZnO、TiO2中空纤维的催化性能;通过改变制备SiO2微球的反应条件探讨了其形成机理;利用平行实验研究了各种离子对水溶Na2SO4纳米棒形成的影响。运用SEM、TEM、XRD、EDS等测试技术对合成材料的进行了表征。本论文主要有以下三个方面组成:1.以价廉、易得、能够再生的天然棉花纤维为硬模板制备了ZnO、TiO2中空纤维材料。结果表明,采用棉花纤维作为模板实现了对所合成材料形貌的有效控制;反应温度对中空纤维材料的表观形貌及催化性能有较大影响,ZnO、TiO2中空纤维材料均在600℃显示出最高的光催化活性。2.以CTAB为软模板制备了多孔SiO2微球材料。结果表明,本实验制得的SiO2微球表面还具有褶皱;同时我们发现,体系反应的温度、催化剂碱的种类、十六烷基三甲基溴化胺的加入量和正硅酸乙酯的加入方式均对SiO2微球的形成有着较大的影响。因此可以通过控制上述反应条件得到具有应用前景的、不同形貌的多孔SiO2微球。3.以SDS为原料、且以其自身作为软模板制备了水溶的Na2SO4纳米棒无机纳米材料。结果表明,本实验实现了对Na2SO4晶体的形貌可控合成。同时,我们的实验结果清楚的显示Ca2+的引入可以阻止Na2SO4晶体在某些晶面上的生长,使Na2SO4晶体控制在一个纳米尺度范围内;NO3-的引入可以促使Na2SO4纳米晶体在一维方向上的生长;Cl-的引入则可以促使得到形貌均一的Na2SO4纳米棒。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 无机中空材料的制备方法
• 1.1.1 无机中空微球
• 1.1.2 无机中空纤维
• 2微球的制备方法'>1.2 SiO₂微球的制备方法
• 2微球'>1.2.1 致密SiO₂微球
• 2微球'>1.2.2 多孔SiO₂微球
• 1.3 模板材料及模板法
• 1.3.1 硬模板法合成纳米结构材料
• 1.3.2 软模板法合成纳米结构材料
• 1.4 本论文的立题依据和研究内容
• 1.4.1 论文的立题依据
• 1.4.2 论文研究内容
• 参考文献
• 2中空纤维及其光催化性能研究'>第二章 以棉花纤维为模板合成ZnO、TiO₂中空纤维及其光催化性能研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂与仪器
• 2.2.2 催化剂的制备
• 2.2.3 催化剂光催化性能的研究
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 ZnO中空纤维的结果与讨论
• 2中空纤维的结果与讨论'>2.3.2 TiO₂中空纤维的结果与讨论
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 2微球'>第三章 以CTAB为软模板合成多孔SiO₂微球
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂与仪器
• 3.2.2 样品的制备
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 微观形貌分析结果
• 2微球表观形貌的影响'>3.3.2 反应温度对SiO₂微球表观形貌的影响
• 2微球的形成及表观形貌的影响'>3.3.3 碱的种类对SiO₂微球的形成及表观形貌的影响
• 2微球表观形貌的影响'>3.3.4 表面活性剂的浓度对SiO₂微球表观形貌的影响
• 2微球表观形貌的影响'>3.3.5 正硅酸乙酯的加入方式对SiO₂微球表观形貌的影响
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 第四章 以SDS为原料并作模板合成水溶纳米棒
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂与仪器
• 4.2.2 样品的制备
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 晶相结构分析结果
• 4.3.2 微观形貌分析结果
• 4.3.3 外加物质对产物形貌的影响
• 4.3.4 样品水溶性分析结果
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 发表论文目录
• 致谢