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一维无机纳米材料的研究

2020-12-07阅读(725)

一维无机纳米材料的研究

论文摘要

具有一维或准一维纳米结构的无机材料在电学、光学和力学等领域具有潜在的应用价值。纳米纤维以其优异的光、声、电、磁、热以及机械性能等特性引起了人们的广泛关注,近年来已成为纳米科技前沿研究领域之一。稀土氧化物发光材料被广泛地应用于多种高技术领域,将其制成纳米纤维、研究其性能及应用将成为一个重要课题。人们已应用许多方法来制备这种纳米结构纤维,而近年来被重点关注的静电纺丝结合溶胶-凝胶技术是一个既相对简单而又实用的制备无机陶瓷纳米纤维的新技术。本论文以一维结构纳米材料的制备和应用为背景,以采用溶胶凝胶法和静电纺丝法技术结合制备一维纳米功能材料为重点,报道了一些具有一维结构纳米材料领域中的前沿研究进展和我们的研究工作成果。主要研究内容有:1、采用溶胶-凝胶涂附纳米纤维膜技术,以电纺纤维膜PBS为模板,将TiO2-ZrO2复合溶胶涂附于PBS纤维膜表面获得PBS-TiO2-ZrO2同轴纤维,同轴纤维经高温煅烧获得了TiO2-ZrO2无机复合纳米管,并采用SEM、TEM和TG等进行了表征测试。2、采用溶胶-凝胶技术和电纺丝技术结合制备了BaO-TiO2无机纳米纤维。以高聚物PVP为载体,以乙醇为溶剂,以醋酸钡和钛酸四正丁酯为前驱物,制备了PVP/Ba（CH3COO）2/TiO2前驱体,通过电纺前驱体获得PVP/Ba（CH3COO）2/TiO2复合纳米纤维,将复合纳米纤维进行高温煅烧制备了BaO-TiO2无机纳米纤维。并采用TG、SEM、XRD和IR对煅烧前后的纤维进行了表征。3、采用溶胶-凝胶技术和电纺丝技术结合制备了Mn掺杂ZnO无机纳米纤维。以高聚物PVP为载体,以乙醇为溶剂,以醋酸锰和醋酸锌为前驱物,制备了PVP/Mn（CH3COO）2/Zn（CH3COO）2前驱体,通过电纺前驱体获得PVP/Mn（CH3COO）2/Zn（CH3COO）2复合纳米纤维,将复合纳米纤维进行高温煅烧制备了Mn掺杂ZnO无机纳米纤维。并采用了TG、SEM、XRD、IR和荧光光谱仪对煅烧前后的纤维进行了表征。XRD测试表明,该无机纳米纤维呈现ZnMn2O4晶相。4、采用溶胶-凝胶法和电纺丝法技术结合制备了La2O3无机纳米纤维。以高聚物PVP为载体,以乙醇为溶剂,以LaAC3为前驱物,制备了PVP/LaAC3前驱体,通过电纺前驱体获得了PVP/LaAC3复合纳米纤维,将复合纳米纤维进行高温煅烧制备了纯无机La2O3纳米纤维。并采用了TG、SEM、XRD、IR和荧光光谱对煅烧前后的纤维进行了表征。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 纳米材料
  • 1.1.1 引言
  • 1.1.2 纳米材料的定义
  • 1.1.3 纳米材料的特性
  • 1.2 一维无机纳米材料
  • 1.2.1 一维无机纳米材料的定义
  • 1.2.2 一维无机纳米材料的应用
  • 1.2.3 一维无机纳米材料的制备方法
  • 1.3 静电纺丝技术
  • 1.3.1 静电纺丝制备纳米纤维的装置
  • 1.3.2 静电纺丝的主要工艺参数
  • 1.3.3 静电纺丝法的应用
  • 1.4 溶胶-凝胶法
  • 1.4.1 溶胶凝胶（sol-gel）概念
  • 1.4.2 溶胶凝胶（sol-gel）法的工艺原理
  • 1.4.3 溶胶-凝胶（sol-gel）法的控制参数
  • 1.4.4 溶胶-凝胶（sol-gel）法的应用
  • 1.5 本论文的研究内容和目的
  • 1.5.1 研究内容
  • 1.5.2 研究目的
  • 2－ZrO2复合纳米管的制备'>第2章 TiO2－ZrO2复合纳米管的制备
  • 2.1 引言
  • 2.2 实验原料
  • 2.3 实验步骤
  • 2.3.1 静电纺丝制备PBS 纳米纤维
  • 2-ZrO2 复合溶胶'>2.3.2 配制TiO2-ZrO2复合溶胶
  • 2-ZrO2 复合溶胶'>2.3.3 在PBS 纤维膜上涂附TiO2-ZrO2复合溶胶
  • 2-ZrO2 复合纳米管'>2.3.4 通过煅烧获得TiO2-ZrO2复合纳米管
  • 2.3.5 表征与测试
  • 2.4 结果与讨论
  • 2-ZrO2-PBS 同轴纳米纤维'>2.4.1 TiO2-ZrO2-PBS 同轴纳米纤维
  • 2.4.2 PBS 模板的热重分析
  • 2-ZrO2 纳米管'>2.4.3 高温煅烧制备TiO2-ZrO2纳米管
  • 2-ZrO2 纳米管的EDS 测试'>2.4.4 TiO2-ZrO2 纳米管的EDS 测试
  • 2.5 小结
  • 2纳米纤维的制备及其表征'>第3章 BAO-TiO2纳米纤维的制备及其表征
  • 3.1 引言
  • 3.2 实验原料
  • 3.3 实验步骤
  • 2/Ba（CH3COO）2 复合纤维的制备'>3.3.1 PVP/TiO2/Ba（CH3COO）2复合纤维的制备
  • 2-BaO 微/纳米纤维的制备'>3.3.2 TiO2-BaO 微/纳米纤维的制备
  • 3.3.3 表征与测试
  • 3.4 结果与讨论
  • 3.4.1 扫描电镜（SEM）分析
  • 2/Ba（CH3COO）2 复合纤维的热分析（TG）'>3.4.2 PVP/TiO2/Ba（CH3COO）2复合纤维的热分析（TG）
  • 3.4.3 红外波谱（IR）分析
  • 3.4.4 X 射线衍射（XRD）分析
  • 3.4.5 能谱（EDS）分析
  • 3.5 小结
  • 第4章 MN 掺杂ZNO 纳米纤维的制备及其表征
  • 4.1 引言
  • 4.2 实验原料
  • 4.3 实验步骤
  • 3COO）2/Mn（CH3COO）2 复合纳米纤维的制备'>4.3.1 PVP/Zn（CH3COO）2/Mn（CH3COO）2复合纳米纤维的制备
  • 4.3.2 Mn 掺杂ZnO 无机微/纳米纤维的制备
  • 4.3.3 表征与测试
  • 4.4 结果与讨论
  • 4.4.1 扫描电镜（SEM）分析
  • 3COO）2/Mn（CH3COO）2 复合纤维的热分析（TG）'>4.4.2 PVP/Zn（CH3COO）2/Mn（CH3COO）2复合纤维的热分析（TG）
  • 4.4.3 红外波谱（IR）分析
  • 4.4.4 X 射线衍射（XRD）分析
  • 4.4.5 荧光光谱分析
  • 4.5 小结
  • 2O3无机微/纳米纤维的制备及其表征'>第5章 La2O3无机微/纳米纤维的制备及其表征
  • 5.1 引言
  • 5.2 实验原料
  • 5.3 实验步骤
  • 3 复合纳米纤维的制备'>5.3.1 PVP/La（AC）3复合纳米纤维的制备
  • 2O3 无机纳米纤维的制备'>5.3.2 La2O3无机纳米纤维的制备
  • 5.3.3 测试仪器
  • 5.4 结果与讨论
  • 5.4.1 扫描电镜（SEM）分析
  • 3 复合纤维热分析（TG）'>5.4.2 PVP/LaAC3复合纤维热分析（TG）
  • 5.4.3 红外波谱（IR）分析
  • 5.4.4 X 射线衍射（XRD）分析
  • 5.4.5 荧光光谱分析
  • 5.5 小结
  • 第6章 结论
  • 参考文献
  • 硕士期间完成的论文
  • 致谢

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