A2B2O7型纳米复合氧化物的水热合成及其光催化性能研究

论文摘要

复合氧化物A2B2O7（A和B为金属）包括具有不同结构的多种化合物,具有优异的光电磁等物理性质,而成为纳米材料领域最富有活力、对未来经济和社会发展有十分重要影响的研究对象,也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。传统的高温固相合成法不仅浪费资源,产物易出现杂项,而且产物尺寸较大。本论文研究重点在于以水热法合成A2B2O7（A=Y,La,Bi;B=Sn,Ti）系列多种纳米复合氧化物,对合成出的产物进行了多种方法的表征,初步研究纳米材料的光催化性质,探索纳米颗粒的尺寸,形貌和化合物的结构变化对光催化性能的影响关系。取得的成果归纳如下:1.设计了一条简单的水热合成路线,成功地运用于A2B2O7（A=Y,La,Bi;B=Sn,Ti）系列多种纳米复合氧化物的合成。2.通过简单的水热法,使用不同的有机试剂（聚甲基丙烯酸甲酯、十六烷基三甲基溴化胺、乙二铵四乙酸二钠盐）,在较低的温度下合成出颗粒尺寸可控的Y2Sn2O7纳米颗粒并对其合成的机理进行了探讨,提出了通过有机试剂来调控Y2Sn2O7的纳米颗粒尺寸的机理。研究了Y2Sn2O7的纳米颗粒大小与光催化性能的关系,发现颗粒半径最小的Y2Sn2O7纳米颗粒光催化效果最好。阐明了纳米颗粒Y2Sn2O7样品具有较高光催化能力的原因。3.为了验证设计的水热合成方法适用于相似体系复合氧化物的合成,把A2B2O7中A位元素由钇换为镧,B位元素保持不变,通过设计的简单的水热法,在较低的温度下合成具有烧绿石结构的La2Sn2O7纳米球,证明了设计的水热方法适用于相似体系的复合氧化物的合成。并观察到较大的La2Sn2O7纳米球是由更小的结晶良好的纳米片自组装而成。发现其具有与纳米Y2Sn2O7颗粒相似的光催化性质。4.为了合成光催化能力更高的层状复合氧化物,把A2B2O7中B位元素由锡换为钛,A位元素保持不变,通过设计的简单的水热法合成了具有较为规则的长方形钙钛矿结构层状化合物La2Ti2O7纳米片。通过对样品比表面积的测量,发现样品具有较大的比表面积;通过对其微观结构进行分析,发现

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景与研究方法介绍
• 1.1.1 选题背景
• 1.1.2 研究方法
• 1.2 研究内容及目的意义
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验原料
• 2.2 实验设备及表征手段
• 2.3 实验设计
• 2.4 样品的制备
• 2.5 光催化性能的实验表征
• 2.5.1 光催化反应装置
• 2.5.2 光学测量
• 2B₂O₇（A=Y；B=Sn）型纳米氧化物的水热合成与表征'>第3章 A₂B₂O₇（A=Y；B=Sn）型纳米氧化物的水热合成与表征
• 3.1 引言
• 2Sn₂O₇ 纳米球的水热可控合成与合成机理探讨'>3.2 不同尺寸Y₂Sn₂O₇纳米球的水热可控合成与合成机理探讨
• 3.2.1 引言
• 2Sn₂O₇ 纳米球的水热可控合成'>3.2.2 不同尺寸Y₂Sn₂O₇纳米球的水热可控合成
• 2Sn₂O₇ 纳米球的水热可控合成的机理'>3.2.3 不同尺寸Y₂Sn₂O₇纳米球的水热可控合成的机理
• 3.2.4 结论
• 2Sn₂O₇ 纳米球的光催化性能'>3.3 不同尺寸Y₂Sn₂O₇纳米球的光催化性能
• 3.3.1 引言
• 3.3.2 结果与讨论
• 3.3.3 结论
• 2Sn₂O₇ 纳米颗粒的合成与光致发光性能的研究'>3.4 铕掺杂Y₂Sn₂O₇纳米颗粒的合成与光致发光性能的研究
• 3.4.1 引言
• 3+的 Y₂Sn₂O₇ 纳米晶颗粒的水热合成'>3.4.2 掺杂铕离 Eu³⁺的 Y₂Sn₂O₇纳米晶颗粒的水热合成
• 3+的 Y₂Sn₂O₇ 纳米晶颗粒的光致发光性质表征'>3.4.3 掺杂铕离子 Eu³⁺的 Y₂Sn₂O₇纳米晶颗粒的光致发光性质表征
• 3.4.4 结论
• 3.5 本章小结
• 2B₂O₇（A=La；B=Sn）型纳米氧化物水热合成及其光催化性能研究'>第4章 A₂B₂O₇（A=La；B=Sn）型纳米氧化物水热合成及其光催化性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 结果与讨论
• 4.3 本章小结
• 2B₂O₇（A=La；B=Ti）型纳米氧化物的合成与光催化性能表征'>第5章 A₂B₂O₇（A=La；B=Ti）型纳米氧化物的合成与光催化性能表征
• 5.1 引言
• 5.2 层状化合物的结构特点
• 5.3 层状化合物的类型
• 5.3.1 阳离子型层状化合物
• 5.3.2 阴离子型层状化合物
• 5.3.3 中性层状化合物
• 5.4 层状纳米化合物的应用前景
• 2Ti₂O₇ 结构'>5.5 钙钛矿结构的层状化合物La₂Ti₂O₇结构
• 2Ti₂O₇ 的研究现状'>5.6 层状化合物La₂Ti₂O₇的研究现状
• 5.7 本部分研究的内容及意义
• 2Ti₂O₇ 的合成'>5.8 层状化合物La₂Ti₂O₇的合成
• 2Ti₂O₇ 纳米片的水热合成'>5.8.1 层状化合物La₂Ti₂O₇纳米片的水热合成
• 2Ti₂O₇ 的固相法合成'>5.8.2 层状化合物La₂Ti₂O₇的固相法合成
• 2Ti₂O₇ 的熔胶凝胶法合成'>5.8.3 层状化合物La₂Ti₂O₇的熔胶凝胶法合成
• 5.8.4 样品合成的结果与讨论
• 2Ti₂O₇ 的光催化表征'>5.9 层状化合物La₂Ti₂O₇的光催化表征
• 5.9.1 光催化反应实验
• 5.9.2 光催化表征的结果与讨论
• 2Ti₂O₇ 纳米片的光催化机理'>5.10 层状化合物La₂Ti₂O₇纳米片的光催化机理
• 5.11 本章小结
• 2B₂O₇型纳米氧化物结构变化对光催化性能的影响'>第6章 A₂B₂O₇型纳米氧化物结构变化对光催化性能的影响
• 6.1 引言
• 6.2 结果与讨论
• 2-δBi_δSn₂O₇ （δ =0 2.0）系列复合氧化物的水热合成'>6.2.1 A 位取代 Y_2-δBi_δSn₂O₇ （δ =0 2.0）系列复合氧化物的水热合成
• 2Sn_2-δTiδO₇（δ=0².0）系列复合氧化物的水热合成'>6.2.2 B 位取代 La₂Sn_2-δTiδO₇（δ=0².0）系列复合氧化物的水热合成
• 6.2.3 A 位,B 位不同元素取代的复合氧化物光催化表征
• 6.3 本章小结
• 总结
• 参考文献
• 攻读博士学位期间所发表的学术论文
• 致谢