论文题目: 金属氧化物和硫化物一维纳米材料的合成表征和性能研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 化学
作者: 李晓林
导师: 李亚栋
关键词: 金属氧化物和硫化物,一维纳米结构,卷曲机制
文献来源: 清华大学
发表年度: 2005
论文摘要: 金属氧化物和硫化物纳米材料因其独特的物理化学性质显示出在催化、传感、光学、磁学和电池等领域广泛的应用前景。制备金属氧化物和硫化物新颖的一维纳米材料、探索其生长机制,进而实现对尺寸、维度及物性的调控,对于深入研究结构与物性的关联、最终实现按照人们的意愿设计合成功能材料具有重要意义。本论文在金属氧化物和硫化物一维纳米结构合成新方法的设计、形成机制及物性等方面进行了系统的探索研究。利用人工层状结构气相热解制备了WS2纳米管、W和WO3纳米线,提出并验证了WS2纳米管的卷曲形成机制,建立并发展了利用层状结构卷曲形成一维纳米线的新方法。基于MoS2层状晶体结构和卷曲机制,发展出以MoO3纳米带与硫直接反应制备MoS2纳米管和富勒烯结构的简便方法。为一维纳米结构合成与一般形成机制的探索研究提供了新思路。基于卷曲机制和材料的微观结构特性,设计简单的气相反应制备了MoCO/Mo2C微米管,MoS2和WS2富勒烯/纳米管/纳米花及Te单晶微米管,丰富发展了一维纳米材料的合成方法;系统开展了对MoS2富勒烯比表面积、WS2纳米花场发射效应和单根Te管磁阻效应的研究,为这些具有新颖结构特性的材料的优异物理化学性质和应用探索奠定了实验基础。基于材料晶体结构各向异性取向生长特性,发展了无模板,无催化剂和表面活性剂诱导水热合成MoO3单晶纳米带和MoS2纳米结构的方法,并利用沉淀转化反应从金属草酸盐沉淀制备了相应的氢氧化物纳米棒,为无机材料合成方法学的建立进行了有益的探索。开展了Mg2+在纳米层状MoS2中可逆电化学插层行为的研究,为纳米MoS2等具有层状结构特性的材料作为安全的Mg2+电池电极材料的可能应用提供了实验依据。发展了非水体系液相调控合成金属氧化物新颖纳米结构的方法,制备了WO3空心球和高结晶度、在有机溶剂中单分散的TiO2纳米颗粒和纳米棒,发展出灵敏度较高的WO3空心球气敏传感器,观察到了纳米单分散TiO2光降解有机物的优良性能,展示了新颖纳米结构材料的应用前景。
论文目录:
第1 章 绪论
1.1 研究背景与选题意义
1.2 金属氧化物、硫化物及其一维纳米材料的性能和应用
1.3 一维纳米材料的调控合成现状
1.3.1 基于VLS 机制的催化生长法
1.3.2 模板限制法
1.3.3 表面活性剂辅助的动力学控制法
1.3.4 利用晶体结构各向异性直接生长法
1.4 论文主要研究内容
第2 章 硫化物纳米管、金属和氧化物纳米线的合成和卷曲机制研究..
2.1 本章引论
2.2 从人工层状介孔结构到 W52 纳米管
2.2.1 反应路线设计
2.2.2 操作步骤
2.2.3 结果与表征
2.2.4 WS_2 纳米管形成的层状卷曲机制
2.3 从表面活性剂-无机层状介孔结构到钨纳米线
2.3.1 反应路线设计
2.3.2 操作步骤
2.3.3 结果与表征
2.3.4 W 纳米线的形成机制
2.4 从无机-表面活性剂层状介孔结构到氧化钨纳米线
2.4.1 反应路线设计
2.4.2 操作步骤
2.4.3 结果与表征
2.4.4 氧化钨纳米线的形成机理
2.5 MoS_2 纳米管和无机富勒烯结构的合成
2.5.1 反应路线设计
2.5.2 操作步骤
2.5.3 结果与表征
2.5.4 反应机理
2.5.5 MoS_2 纳米管的形成机制
2.6 卷曲机制
2.7 本章小结
第3 章 金属氧化物和硫化物一维纳米结构的气相调控合成
3.1 本章引论
3.2 螺旋形Mo_2C/MoCO 复合微米管的控制合成与卷曲机制
3.2.1 反应路线设计
3.2.2 操作步骤
3.2.3 结果与表征
3.2.4 反应机理
3.2.5 卷曲微米管的形成机制
3.3 MoS_2 和WS_2 无机富勒烯、纳米管和纳米花的控制合成
3.3.1 反应路线设计
3.3.2 操作步骤
3.3.3 结果与表征
3.3.4 反应机理
3.3.5 MoS_2 和WS_2 富勒烯状纳米颗粒的形成机制
3.3.6 MoS_2 富勒烯结构的 BET 表面积和WS_2 纳米花的场发射效应
3.4 Te 微米管的合成和磁阻测量
3.4.1 反应路线设计
3.4.2 操作步骤
3.4.3 结果与表征
3.4.4 单根Te 微米管的磁阻测量
3.4.5 Te 微米管的形成机理
3.5 本章小结
第4 章 金属氧化物和硫化物一维纳米结构的水热调控合成
4.1 本章引论
4.2 MoO_3 单晶纳米带的低温合成
4.2.1 反应路线设计
4.2.2 操作步骤
4.2.3 结果与表征
4.2.4 MoO_3 纳米带的形成机制
4.3 MoS_2 纳米结构的低温水热合成和电化学Mg~(2+)离子插层
4.3.1 反应路线设计
4.3.2 操作步骤
4.3.3 结果与表征
4.3.4 反应机理
4.3.5 MoS_2 纳米结构的电化学Mg~(2+)插层
4.4 金属氢氧化物的沉淀转化法合成
4.4.1 反应路线设计
4.4.2 操作步骤
4.4.3 结果与表征
4.4.4 形成机制
4.5 本章小结
第5 章 金属氧化物功能纳米结构的非水体系合成
5.1 本章引论
5.2 WO_3 空心球气敏传感器
5.2.1 反应路线设计
5.2.2 操作步骤
5.2.3 结果与表征
5.2.4 WO_3 空心球的形成机制
5.2.5 WO_3 空心球气敏传感特性
5.3 高结晶度、可再分散的TiO_2 纳米颗粒和纳米棒的合成
5.3.1 反应路线设计
5.3.2 操作步骤
5.3.3 结果与表征
5.3.4 反应机理与形成机制
5.3.5 TiO_2 纳米颗粒和纳米棒的紫外吸收光谱和光催化性能
5.3.6 TiO_2 纳米纳米颗粒和纳米棒的掺杂
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢与声明
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
发布时间: 2006-06-29
参考文献
- [1].一维纳米材料形貌、电子结构与电荷输运性质关系的原位透射电镜研究[D]. 高婧.苏州大学2017
- [2].准一维纳米材料的化学法制备、表征及应用研究[D]. 张辉.浙江大学2005
- [3].基于钨和钛的一维纳米材料的水热合成及性质研究[D]. 曹广胜.浙江大学2005
- [4].一维纳米材料的低热固相自组装及机理研究[D]. 贾殿赠.四川大学2005
- [5].硼和硼化物一维纳米材料的制备与表征[D]. 杨青.浙江大学2006
- [6].SnO2一维纳米材料的制备、表征以及特性研究[D]. 赵鹤云.昆明理工大学2006
- [7].一维纳米材料有序阵列的制备和结构[D]. 曹化强.南京大学2001
- [8].一维纳米材料的直径可控制备及其生长机理与物性的研究[D]. 刘曰利.武汉大学2006
- [9].等离子体及化学气相沉积法合成一维纳米材料及性能研究[D]. 宋旭波.北京大学2008
- [10].C60纳米棒等准一维纳米材料高温高压结构相变及其光致发光性质的研究[D]. 侯元元.吉林大学2008
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