可调控变色一维纳米材料氧化钼的液相合成及应用研究

论文摘要

纳米材料因其在介观物理领域与构造纳微米器件方面有着无比优越的应用前景,因而受到科学研究者的广泛关注。MoO3是一种宽带隙的n型半导体材料,因具有独特的晶体结构使其在电池、光催化、光致变色、电致变色、热致变色、气敏元件、光学材料等方面具有潜在而广泛的应用。本论文选择氧化钼纳米材料为研究对象,采用现代测试手段对纳米材料的合成、结构与性能进行了系统深入的研究,并实现了对其性能的调控。主要内容和研究结果如下:1、通过简单的液相沉淀法在较低温度下,制备了高纯度、高结晶度而且形貌均一的六方棱柱状h-MoO3。并且采用XRD、SEM、UV-Vis、IR等手段对产物的组成、形貌、晶体结构与光致变色性能等进行了表征。此外,我们首次将其应用到UV固化涂料中,结果得出:加入一定量的纳米MoO3能提高涂膜的硬度、附着力、抗冲击强度、柔韧性等。2、通过简单的液相沉淀法制备了正交相与六方相混合的MoO3,并且采用XRD、SEM、UV-Vis、IR等手段对产物的组成、形貌、晶体结构与光致变色性能等进行了表征,并对其晶体形成的最佳条件进行了摸索,将产品分散后形成的悬浊液进行的光致变色性能研究,还对用HCl和HNO3作为沉淀剂制备出的MoO3进行比较,结果发现前者合成出的MoO3表现出的光致变色性能比后者强,此外还发现在最初反应体系中加入富电子基团的有机化合物也可以提高MoO3的光致变色性能,最后对粉体的热致变色性能进行了研究。3、通过简单的液相沉淀法合成出了形貌均一、结晶良好的水合三氧化钼微纳米粒子,并通过XRD、SEM等方法对产品的成份、晶体形貌进行了表征。此外还对产品的光致变色性能进行了研究,结果发现所合成的水合三氧化钼产品光致变色性能特别强,在自然光照射的条件下就能明显的变色。值得强调的是,制备水合三氧化钼的相关文献并不是很多,我们在简单的液相条件下成功的合成出了水合三氧化钼,并且发现这种产物在可见光的照射下就能明显变色,这种可调控变色水合三氧化钼的报道实属首次。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 3 的结构'>1.2 MoO₃的结构
• 3 的制备方法与进展'>1.3 MoO₃的制备方法与进展
• 1.3.1 水热法
• 1.3.2 直接氧化法
• 1.3.3 升华法
• 1.3.4 化学气相沉积法
• 1.3.5 其它方法
• 3 的光致变色应用'>1.4 MoO₃的光致变色应用
• 3 的光致变色原理'>1.4.1 MoO₃的光致变色原理
• 3 光致变色的影响因素'>1.4.2 MoO₃光致变色的影响因素
• 3 光致变色的表征方法'>1.4.3 MoO₃光致变色的表征方法
• 3 其它方面的应用'>1.5 MoO₃其它方面的应用
• 3 的电学性能应用'>1.5.1 MoO₃的电学性能应用
• 3 的光催化应用'>1.5.2 MoO₃的光催化应用
• 3 的气敏性能应用'>1.5.3 MoO₃的气敏性能应用
• 1.6 纳米涂料
• 1.6.1 国内外应用现状
• 1.6.2 纳米涂料研究中存在的技术问题
• 1.6.3 纳米涂料展望
• 1.7 本课题研究的目的、意义和内容
• 参考文献
• 3 的液相合成及应用'>第2章 六方棱柱状h-MoO₃的液相合成及应用
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要仪器
• 2.2.2 主要试剂
• 2.2.3 实验步骤
• 2.3 结果与讨论
• 3 的表征'>2.3.1 h-MoO₃的表征
• 2.3.2 加料方式对产物的影响
• 3 的光致变色性能研究'>2.3.3 h-MoO₃的光致变色性能研究
• 3 在UV 涂料中的应用'>2.3.4 h-MoO₃ 在UV 涂料中的应用
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 3 合成及变色性能研究'>第3章 纳米竹叶状MoO₃合成及变色性能研究
• 3.1 序言部分
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要仪器
• 3.2.2 主要试剂
• 3.2.3 实验步骤
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 对产物组成分析
• 3.3.2 对产物合成条件分析
• 3.3.3 形成机理的研究
• 3.4 变色性能研究
• 3.4.1 悬浊液的光致变色性能研究
• 3.4.2 粉体的热致变色性能研究
• 3.5 本章小结
• 参考文献
• 第4章 水合三氧化钼的液相合成及变色性能研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 主要仪器
• 4.2.2 主要试剂
• 4.2.3 实验步骤
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 对产物组成分析及表征
• 4.3.2 光致变色性能测试
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 结论与展望
• 附录A 攻读学位期间发表论文
• 致谢