论文题目: 基于钨和钛的一维纳米材料的水热合成及性质研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 化学
作者: 曹广胜
导师: 俞庆森
关键词: 一维纳米材料,氧化钨,钛酸盐,钨酸盐,调控,掺杂,离子交换
文献来源: 浙江大学
发表年度: 2005
论文摘要: 近年来微电子、通讯等行业高速发展的需要促进了一维纳米材料的迅速崛起。探索易于实现的制备方法,创造新材料体系,发现更多的特异功能,对于一维纳米材料的发展和实际应用具有重要的意义。 基于钨和钛的纳米材料是一种新型材料,具有许多潜在的应用价值。一维纳米结构的钨、钛氧化物具有丰富的结构化学性质和广泛的用途,因而受到人们的极大关注。纳米氧化钨和氧化钛均为宽禁带半导体,均是性能良好的光催化剂,在废气、污水处理等环境治理方面具有十分广阔的应用前景。 本论文首先概括性的介绍了一维纳米材料的制备方法、性质和应用,认为将水热下的特殊条件和纳米晶体的生长特性结合起来,可以调控制备一维的纳米材料。然后,采用简单的水热方法,合成了过渡元素钼掺杂的氧化钨纳米颗粒和纳米棒、过渡金属离子交换的钛酸（盐）纳米管、过渡元素镉掺杂钨酸锌纳米棒、过渡元素锌掺杂钨酸镉纳米棒;同时对这些一维纳米材料的形貌、组成以及其它一些性质进行了观察、表征,探讨了形成机理,对影响因素进行了分析。 氧化钨半导体材料具有很多重要用途,如光学设备、二次电池、气体传感器和光催化剂等,但在光催化等性能方面仍需改善。掺入杂原子,并制备成一维纳米结构,必然使其结构和相应的物理化学性质发生变化。本文采用简单的水热法,首次合成了过渡元素钼掺杂的氧化钨纳米棒,并通过辅助无机盐的作用,实现了氧化钨纳米晶形貌和尺寸的调控。研究表明:辅助无机盐的浓度不同,所合成的氧化钨纳米晶体形貌和尺寸也不同,可以通过调节辅助盐浓度来控制产物晶体形貌和尺寸。用NaCl作辅助盐,产物为纳米晶粉末;用硫酸盐作辅助盐,产物为一维结构—纳米棒。不同硫酸盐作辅助盐,形成的氧化钨纳米棒尺寸不同,用Na2SO4作辅助盐,氧化钨纳米棒的尺寸较大,而用K2SO4作辅助盐,合成的氧化钨纳米棒尺寸较细小。辅助盐的阴离子类型影响氧化钨纳米晶的形貌,而辅助盐的阳离子类型则影响纳米晶的尺寸。光催化亚甲基蓝实验证明:掺杂钼元素并制成纳米一维结构,氧化钨的光催化性能有大幅度的改善。氧化钨纳米棒具有良好的光催化活性,催化效果明显好于氧化钨纳米晶粉末。 TiO2以其优秀的抗化学和光腐蚀性能、价格低廉等优点而成为过去几十年来最
论文目录:
第一章 绪论
1.1 一维纳米材料的制备方法
1.1.1 气相-液相-固相(VLS)生长法
1.1.2 气体-固体(VS)生长法
1.1.3 溶液-液相-固相(SLS)法
1.1.4 水热法
1.1.5 模板法
1.2 一维纳米材料的性质
1.2.1 光学性质
1.2.2 电化学性质
1.2.3 磁性质
1.2.4 催化性质
1.3 一维纳米材料的应用
1.3.1 微电子器件方面的应用
1.3.2 传感器方面的应用
1.3.3 磁记录方面的应用
1.3.4 激光器方面的应用
1.4 本论文的主要研究内容
参考文献
第二章 掺杂钼的氧化钨纳米颗粒和纳米棒的调控合成及其光催化性质研究
2.1 引言
2.1.1 氧化钨纳米粉体的制备方法
2.1.2 氧化钨一维纳米材料的制备方法
2.1.3 本章的主要研究内容
2.2 实验所需药品
2.3 分析与表征
2.4 掺杂钼元素的氧化钨纳米颗粒的合成及表征
2.4.1 合成方法
2.4.2 结果与分析
2.5 掺杂钼元素的氧化钨纳米棒的合成及表征
2.5.1 合成方法
2.5.2 结果与分析
2.6 纳米氧化钨的光催化特性
2.6.1 概论
2.6.2 实验所需药品及设备
2.6.3 实验操作
2.6.4 实验结果分析
2.7 本章小结
参考文献
第三章 过渡金属离子置换钛酸(盐)纳米管的合成及其光催化性质研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验所需药品
3.2.2 分析与表征
3.2.3 合成方法
3.3 结果与分析
3.3.1 XRD分析
3.3.2 SEM和EDS分析
3.3.3 TEM观察
3.3.4 Raman分析
3.3.5 荧光分析(Photoluminescence)
3.3.6 钛酸(盐)纳米管的形成机理探讨
3.4 钛酸(盐)纳米管的光催化特性
3.4.1 紫外-可见吸收特性
3.4.2 钛酸(盐)纳米管光催化亚甲基蓝溶液
3.5 本章小结
参考文献
第四章 掺杂镉的钨酸锌一维纳米材料的合成及荧光特性研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验所需药品
4.2.2 分析与表征
4.2.3 合成方法
4.3 结果与分析
4.3.1 XRD分析
4.3.2 SEM和EDS分析
4.3.3 TEM观察分析
4.3.4 荧光分析(Photoluminescence)
4.4 本章小结
参考文献
第五章 掺杂锌的钨酸镉纳米棒的合成及表征
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验所需药品
5.2.2 分析与表征
5.2.3 合成方法
5.3 结果与分析
5.3.1 XRD分析
5.3.2 SEM和EDS分析
5.3.3 TEM观察分析
5.3.4 荧光分析(Photoluminescence)
5.4 本章小结
参考文献
第六章 总结
致谢
附录：博士期间发表论文
独创性声明
学位论文版权使用授权书
发布时间: 2005-10-26
参考文献
- [1].一维纳米材料形貌、电子结构与电荷输运性质关系的原位透射电镜研究[D]. 高婧.苏州大学2017
- [2].准一维纳米材料的化学法制备、表征及应用研究[D]. 张辉.浙江大学2005
- [3].一维纳米材料的低热固相自组装及机理研究[D]. 贾殿赠.四川大学2005
- [4].金属氧化物和硫化物一维纳米材料的合成表征和性能研究[D]. 李晓林.清华大学2005
- [5].硼和硼化物一维纳米材料的制备与表征[D]. 杨青.浙江大学2006
- [6].SnO2一维纳米材料的制备、表征以及特性研究[D]. 赵鹤云.昆明理工大学2006
- [7].一维纳米材料有序阵列的制备和结构[D]. 曹化强.南京大学2001
- [8].一维纳米材料的直径可控制备及其生长机理与物性的研究[D]. 刘曰利.武汉大学2006
- [9].等离子体及化学气相沉积法合成一维纳米材料及性能研究[D]. 宋旭波.北京大学2008
- [10].C60纳米棒等准一维纳米材料高温高压结构相变及其光致发光性质的研究[D]. 侯元元.吉林大学2008
相关论文
- [1].低维纳米材料的化学控制合成及组装[D]. 董文钧.吉林大学2004
- [2].准一维纳米材料的化学法制备、表征及应用研究[D]. 张辉.浙江大学2005
- [3].过渡金属氧化物一维纳米结构液相合成、表征与性能研究[D]. 王训.清华大学2004
- [4].负载型纳米TiO2复合光催化剂的合成及应用研究[D]. 陈金媛.浙江大学2005
- [5].氧化物半导体纳米材料的制备及光学性能研究[D]. 魏慧英.山东大学2005
- [6].一维纳米材料的低热固相自组装及机理研究[D]. 贾殿赠.四川大学2005
- [7].纳米二氧化钛和二氧化硅的控制合成及组装[D]. 于开锋.吉林大学2005
- [8].高活性纳米TiO2的合成、表征及可见光催化性能研究[D]. 唐培松.浙江大学2006
- [9].低维功能纳米材料的液相合成、表征与性能研究[D]. 孙晓明.清华大学2005
- [10].金属氧化物和硫化物一维纳米材料的合成表征和性能研究[D]. 李晓林.清华大学2005