金属硫化物和多金属磷酸盐纳米材料的合成、表征及性质研究

论文摘要

在众多金属硫化物中,硫化钴以其复杂的结构及其在电学、光学、磁学和在工业领域中作为氢化脱硫催化剂的广泛应用引起人们的关注。由于纳米材料的结构和其性质之间的紧密联系,因此制备具有新颖形貌的硫化钴纳米晶,探讨其生长机理,实现对纳米材料的尺寸,形貌和性质的调控,从而按照人们的意愿合成功能材料是研究的重点。尽管目前硫化钴的制备取得了较大进展,但其形貌控制合成还没有很好的解决,因此,采用简单的方法,低成本有效地合成新颖形貌的硫化钴纳米材料是一个具有挑战性的课题。具有NASION型结构的物质由于其具有较高的离子传导率和可以忽略的电子传导率而被用于锂离子电池中做为固态电解液。已报道的合成MSn2（PO4）3方法有固相法和水热法.然而据我们所知还没有文献报道过合成纳米结构的NaSn2（PO4）3。在本论文中,我们报道了在微乳溶剂热条件下获得了形貌均一的NaSn2（PO4）3纳米立方体。以下是本论文的主要内容:1.在十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和乙二胺（en）的辅助下一步法合成了蠕虫状Co1-xS微米管,这些微米管是由无数个六边形片互相穿插形成的,纳米片的边长和厚度约为90和22 nm。实验表明“软模板”CTAB和络合剂en对形成分级结构的Co1-xS具有重要作用,我们对其生长机理进行了探讨,并对其电化学和磁学性能进行了系统研究。2.以柠檬酸钠为络合剂,聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为结构导向剂,采用简单的水热法合成了八面体状的CoS2,这些八面体具有高度对称的几何结构,其边长约是120 nm。对比实验结果表明导向剂PVP、络合剂和反应温度对形成八面体CoS2具有重要作用。通过对不同反应时间阶段产物进行分析,提出了生长机理。并对其磁学性质进行了研究,结果表明,样品在低温具有铁磁性。3.采用微乳溶剂热法合成了NaSn2（PO4）3纳米立方,这些立方体的边长约是500 nm。我们用X-射线衍射（XRD）,场发射扫描电镜（FESEM）及透射电镜（TEM）对产物进行了表征,实验发现反应时间和反应温度对产物形貌具有很大影响。此微乳溶剂热方法也可以用于合成其它具有复杂结构的纳米材料。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 纳米材料概述
• 1.1.1 纳米材料的概念
• 1.1.2 纳米材料的分类
• 1.1.3 纳米材料的结构
• 1.2 纳米材料的基本特性
• 1.2.1 量子尺寸效应
• 1.2.2 小尺寸效应
• 1.2.3 表面效应
• 1.2.4 宏观量子隧道效应
• 1.2.5 其他效应
• 1.3 纳米材料的应用
• 1.3.1 纳米材料在环保中的应用
• 1.3.2 纳米材料在催化方面的应用
• 1.3.3 纳米材料在解决能源中的应用
• 1.3.4 纳米材料在焊接领域中的应用
• 1.3.5 纳米材料在文物保护方面的应用
• 1.4 硫化物半导体纳米材料的研究概况
• 1.5 磷酸锡盐的研究概况
• 1.6 本论文立题依据及主要工作
• 1-xS微米管及其性质表征'>第二章 络合剂和表面活性剂辅助下水热法合成具有分级结构的蠕虫状Co_1-xS微米管及其性质表征
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要试剂
• 2.2.2 实验步骤
• 2.2.3 实验仪器及测试条件
• 2.3 结果和讨论
• 2.3.1 结构与形貌
• 2.3.2 反应条件对产物形貌的影响
• 1-xS微米管的形成机理'>2.3.3 蠕虫状Co_1-xS微米管的形成机理
• 1-xS微米管的电化学性质'>2.3.4 蠕虫状Co_1-xS微米管的电化学性质
• 1-xS微米管的磁学性质'>2.3.5 蠕虫状Co_1-xS微米管的磁学性质
• 2.4 本章小结
• 2八面体的水热合成及其磁性研究'>第三章 CoS₂八面体的水热合成及其磁性研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂
• 3.2.2 实验步骤
• 3.2.3 实验仪器及测试条件
• 3.3 结果和讨论
• 3.3.1 结构与形貌
• 3.3.2 产物的形成机理
• 2的磁学性质'>3.3.3 八面体结构CoS₂的磁学性质
• 3.4 本章小结
• 2Sn2（PO₄）₃纳米立方的微乳溶剂热法合成及其性能研究'>第四章 Na₂Sn2（PO₄）₃纳米立方的微乳溶剂热法合成及其性能研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 主要试剂
• 4.2.2 实验步骤
• 4.2.3 实验仪器及测试条件
• 4.3 结果和讨论
• 4.3.1 结构与形貌
• 4.3.2 生长过程的研究
• 2Sn（PO₄）₃纳米结构的影响'>4.3.3 实验条件对Na₂Sn（PO₄）₃纳米结构的影响
• 4.3.4 电化学性质
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 后记
• 硕士期间发表论文及著作情况