以胶体晶体为模板制备多金属氧酸盐三维有序薄膜及其性质研究

论文摘要

多金属氧酸盐薄膜在发光、磁性、电性质、生物医学及催化领域中有着广阔的应用前景,是多酸化学和材料化学领域的研究热点,无论在理论研究还是在实际应用方面都至关重要。本论文以制备具有三维有序结构的多金属氧酸盐薄膜为主要研究内容,利用胶体晶体为模板,结合溶胶-凝胶技术,得到以下结果:1、利用聚苯乙烯（polystyrene（PS））胶体晶体模板和溶胶-凝胶技术,制备了H3PW12O40/ SiO2(PW12/SiO2)的三维有序结构的薄膜。利用红外光谱（IR）、紫外光谱（UV-Vis）、X-射线光电子能谱（XPS）、扫描电镜对其组成、结构和表面形态进行了表征,研究了光子带隙性质。2、利用胶体晶体模板和溶胶-凝胶技术,制备了三种含稀土元素多金属氧酸盐阴离子[Eu(PW11O39)2]、[Gd(PW11O39)2]和[Eu(P2W17O61)2]与SiO2复合形成的三维有序薄膜,并研究了它们的荧光性质及光子带隙。3、利用胶体晶体模板和共沉积的方法,将纯多金属氧酸盐Cs3PW12O40成功地填入胶体晶体的空隙,除去胶体晶体模板后得到了Cs3PW12O40的三维有序薄膜,研究其制备的最佳条件,并对结构进行了表征。在此基础上制备了具有核壳结构的Cs3PW12O40三维有序薄膜。4、在表面活性剂CTAB的辅助下,利用聚苯乙烯单分散胶体粒子作为模板,制备了H3PW12O40包裹PS(PS@PW12)的核壳结构粒子,通过红外光谱,X射线粉末衍射和透射电镜进行了表征。以PS胶体晶体为模板,同样在CTAB的辅助下,制成了PW12/SiO2的核壳三维有序薄膜。研究结果表明,我们首次采用胶体晶体模板法及溶胶凝胶技术,成功地构筑了多金属氧酸盐的三维有序薄膜,得到的三维有序薄膜结构整齐,层层有序,杂多阴离子仍保持着原来的结构和性能,这为多金属氧酸盐及胶体晶体的发展和应用拓展了新的思路。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章前言
• 1.1 胶体晶体概述
• 1.1.1 胶体晶体的概念
• 1.1.2 胶体晶体的制备
• 1.1.3 胶体晶体作模板制备三维有序多孔薄膜材料
• 1.1.4 胶体晶体的研究现状
• 1.2 多金属氧酸盐的发展
• 1.2.1 多酸化学
• 1.2.2 多酸薄膜的研究进展
• 1.2.3 多金属氧酸盐薄膜的研究现状
• 1.2.4 常用的薄膜的表征方法
• 1.3 选题目的和意义
• 1.4 试剂、设备及分析仪器
• 参考文献
• 12/SiO₂三维有序薄膜的制备'>第二章PW₁₂/SiO₂三维有序薄膜的制备
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 聚苯乙烯的合成
• 2.2.2 聚苯乙烯（PS）胶体晶体模板的组装
• 12/SiO₂三维有序薄膜的制备'>2.2.3 PW₁₂/SiO₂三维有序薄膜的制备
• 2.3 结果和讨论
• 2.3.1 聚苯乙烯单分散胶体粒子
• 2.3.2 PS 胶体晶体
• 12/SiO₂三维有序薄膜'>2.3.3 PW₁₂/SiO₂三维有序薄膜
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 第三章 Eu、Gd 的多金属氧酸三维有序薄膜的制备及荧光性质研究
• 3.1 引言
• 11)₂/SiO₂和Gd(PW₁₁)₂/SiO₂三维有序薄膜'>3.2 Eu(PW₁₁)₂/SiO₂和Gd(PW₁₁)₂/SiO₂三维有序薄膜
• 3.2.1 实验部分
• 3.2.2 结果和讨论
• 2W₁₇)₂/SiO₂三维有序薄膜'>3.3 Eu(P₂W₁₇)₂/SiO₂三维有序薄膜
• 3.3.1 实验步骤
• 3.3.2 结果和讨论
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 3PW₁₂O₄₀三维有序薄膜的制备'>第四章多金属氧酸盐Cs₃PW₁₂O₄₀三维有序薄膜的制备
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.3 结果和讨论
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 12/SiO₂薄膜的制备'>第五章 空心球形的PW₁₂/SiO₂薄膜的制备
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 12的粒子制备'>5.2.1 具有核壳结构的PS@ PW₁₂的粒子制备
• 12/SiO₂薄膜的制备'>5.2.2 空心球形PW₁₂/SiO₂薄膜的制备
• 5.3 结果和讨论
• 12的粒子'>5.3.1 具有核壳结构的PS@ PW₁₂的粒子
• 12/SiO₂ 薄膜'>5.3.2 空心球形PW₁₂/SiO₂薄膜
• 5.4 本章小结
• 参考文献
• 结论
• 硕士期间公开发表论文情况
• 致谢