低维纳米结构材料的可控制备与性能研究

论文题目: 低维纳米结构材料的可控制备与性能研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 无机化学

作者: 曹敏花

导师: 胡长文

关键词: 低维纳米结构,合成,性能,调控

文献来源: 东北师范大学

发表年度: 2005

论文摘要: 低维纳米结构材料因其独特的光、电、磁和机械性能,在纳米器件和功能材料等诸多领域具有潜在的技术应用前景。通过大量文献调研发现,低维纳米材料的结构、维度、形貌、尺寸等因素对它们的性能有着直接影响。因而,如何实现对纳米材料这些因素的有效控制,是本论文的宗旨。本论文成功地合成出了金属及其氧化物、氟化物、磁性材料、磷酸盐及一些盐类等多种体系的低维纳米结构,实现了在合成过程中对尺寸和形貌等指标的调控,并建立了一些体系的化学合成新途径。1. 借助于表面活性剂的软模板作用以及铅在强碱的作用下可以形成配合阴离子,首次合成了电池材料PbO2和Pb3O4纳米棒,其中Pb3O4的液相合成,在国际上尚未见报道。此方法对其它两性金属及其氧化物也具有适用性,成功地合成了 Cu、Cu2O、 CuO 和 ZnO 纳米管/纳米棒,并详细讨论了形成机理,为纳米结构液相合成开辟了新途径。2. 采用微乳法首次合成了氟化物体系的一维纳米结构,即高长径比的 BaF2 纳米须,纳米须的直径为40-80nm,长径比可达1000,为单晶结构。同时还合成了MgF2纳米棒和KMgF3纳米棒。3. 采用水热法,由单源母体 K3[Fe（CN）6]出发,利用 K3[Fe（CN）6]缓释放出 Fe3+,首次制备了磁性材料Fe2O3的分形结构,此分形结构具有明显的松树枝形貌,以Fe2O3 数枝为原料,通过还原-氮化,还制备了氮化铁,而且氮化铁仍然保持了原料Fe2O3 的树枝形貌,并对Fe2O3和氮化铁树枝的磁学性质进行了研究。同样,由单源母体 K3[Co（CN）6]出发,成功地制备了普鲁士蓝类似物 Co3[Co（CN）6]2 的低维纳米结构, 通过精确控制反应条件,获得了不同形貌的Co3[Co（CN）6]2纳米结构,此合成方法也是一条新的合成Co3[Co（CN）6]2途径,具有简单,易控制等特点。4. 采用微乳法辅助的溶剂热方法,成功地合成一系列磷酸盐体系的低维纳米结构,如羟基磷灰石,稀土磷酸盐,磷酸铝等。通过精确地控制微乳体系的各项参数以及反应物浓度,实现了产物形貌和尺寸的调控。此方法合成出的产物具有较高的结晶度。5. 采用微乳法合成了 SrCO3 纳米结构,通过精确控制反应条件,合成了如棒形,椭球形,球形,片形等多种形貌的尺寸和形貌都非常均匀的SrCO3纳米结构。对于SrCO3来讲,此方法具有较高的灵活性。

论文目录:

中文摘要

英文摘要

第一章绪论

1.1 纳米技术及纳米材料简介

1.2 纳米材料的特性

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

1.3 纳米材料的合成

1.4 论文的选题和主要内容

参考文献

第二章铜及金属氧化物一维纳米结构

2.1 引言

2.2 CTAB 辅助的某些两性氧化物一维纳米结构的合成

2.2.1 PbO_2 和PB_3O_4 单晶纳米棒的可控合成

2.2.1.1 合成路线和操作步骤

2.2.1.2 结果与表征

2.2.2 Cu、Cu_2O和CuO纳米管/纳米棒的可控合成

2.2.2.1 实验

2.2.2.2 结果与表征

2.2.3 ZnO纳米管/纳米棒的可控合成

2.2.3.1 实验

2.2.3.2 结果与讨论

2.2.4 CTAB辅助的某些两性氧化物一维纳米结构的形成机理探讨

2.3 聚乙二醇（PEG）辅助的 CuO 纳米棒/纳米线的合成

2.3.1 实验

2.3.2 结果与讨论

2.4 本章小结

参考文献

第三章氟化物低维纳米结构

3.1 引言

3.2 第一个氟化物一维纳米结构：微乳法辅助的溶剂热合成BaF2 纳米须

3.2.1 实验

3.2.2 结果与讨论

3.2.3 形成机理初探

3.3 MgF2 和 KMgF_3纳米棒的合成与表征

3.3.1 实验

3.3.2 结果与表征

3.4 本章小结

参考文献

第四章磁性低维纳米材料

4.1 引言

4.2 磁性α-Fe_2O_3 单晶纳米松树枝分形结构的水热合成与表征

4.2.1 合成步骤

4.2.2 产物、结构与表征

4.2.3 产物的形貌调控

4.2.4 产物的磁学性质研究

4.2.5 树枝形成机理探索

4.3 磁性氮化铁纳米树枝的合成与表征

4.3.1 合成步骤

4.3.2 产物、结构与表征

4.3.2.1 X-射线粉末衍射（XRD）

4.3.2.2 透射电子显微镜分析（TEM）

4.3.2.3 产物的磁学性质研究

4.4 普鲁士蓝类似物- Co_3[Co(CN)_6]_2 纳米晶的可控合成

4.4.1 合成步骤

4.4.2 产物、结构与表征

4.4.3 形成机理探索

4.5 本章小结

参考文献

第五章几种磷酸盐低维纳米结构

5.1 引言

5.2 高长径比羟基磷灰石纳米纤维的制备

5.2.1 实验

5.2.2 结果与讨论

5.3 LaPO_4 和CePO_4 纳米棒/纳米线的可控合成与发光性质研究

5.3.1 实验

5.3.2 结果与讨论

5.4 可控合成单分散的正磷酸铝纳米晶

5.3.1 实验

5.3.2 结果与讨论

5.5 本章小结

参考文献

第六章碳酸锶低维纳米结构

6.1 引言

6.2 实验

6.3 结果与讨论

6.4 本章小结

参考文献

结论

致谢

在学期间公开发表论文

发布时间: 2005-07-07

参考文献

[1].钨青铜纳米线的可控制备及其电离子耦合输运[D]. 刘昌.湖南师范大学2018
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[4].磁性yolk-shell/core-shell结构纳米复合材料的可控制备及催化性能研究[D]. 李洁.北京科技大学2017
[5].碳纳米材料的可控制备及理论研究[D]. 赵雪飞.大连理工大学2011
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