氧化物及氢氧化物纳米材料的制备和表征

论文摘要

本文采用液相法（水热法和溶剂热法）成功地制备了方形花状层次结构的ZnO微晶、类球形ZnO微球、六边形β-Ni（OH）2纳米片和花状β-Ni（OH）2微球,利用透射电镜、扫描电镜、X-射线衍射、紫外可见光谱等手段,研究了实验条件对产物结构、形貌和性质的影响以及可能的反应机理。1.以硝酸锌为锌源,以SDBS和OP-10为表面活性剂,利用它们的协同作用来共同修饰氧化锌,以柠檬酸三钠为配位剂,在100℃进行水热反应24h,可以得到方形花状的ZnO微晶。采用SEM对产物的形貌和微观形态进行表征,结果表明,所得ZnO层次结构为方形花状,大小均匀,分散性好。每个方形ZnO微晶的长度约为2.7μm,宽度约为2.1μm。ZnO层次结构微晶是由厚度为20nm的ZnO纳米片自组装成的。我们在室温下研究了ZnO微晶的光致发光性质和光催化性质,结果表明ZnO具有良好的光学性质。我们还详细考察了各种实验条件对产物微观形态的影响和产物的反应机理。2.在保持其他条件不变的情况下,选用乙二醇作为溶剂,采用溶剂热法在170℃制备了类球形的ZnO微晶。采用SEM和TEM对ZnO的形貌和微观结构进行表征,结果表明,产物主要为表面粗糙的类球形ZnO微晶,直径约为0.35μm。并且ZnO微球是由ZnO纳米粒子组装成的。我们在室温下考察了ZnO微晶的光致发光性质和紫外特性,结果表明ZnO具有良好的光学性质。我们还详细考察了各种实验条件对产物微观形态的影响和产物的反应机理。3.以硫酸镍为镍源,NaOH为碱源,在有机添加剂草酸铵的作用下,采用水热法可以在170℃下反应24h得到了氢氧化镍纳米片。而当使用乙二胺作为添加剂时,得到了花状氢氧化镍微球。采用SEM对产物的形貌和微观形态进行表征,结果表明,以草酸铵作为添加剂得到的六边形氢氧化镍纳米片大小约为96nm,厚度为约20nm;以乙二胺作为添加剂得到的花状氢氧化镍微球直径约为2.2μm,是由厚度为0.13μm六边形的纳米片的组装成的。我们采用循环伏安法测试了β-Ni（OH）2电化学性质,结果表明β-Ni（OH）2具有较好的电化学性质。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 纳米材料概述
• 1.2 纳米材料的特性
• 1.2.1 量子尺寸效应
• 1.2.2 表面效应
• 1.2.3 小尺寸效应
• 1.2.4 宏观量子隧道效应
• 1.2.5 介电限域效应
• 1.3 纳米材料的制备方法
• 1.3.1 固相法
• 1.3.2 液相法
• 1.3.3 气相法
• 1.4 影响纳米颗粒形貌的因素
• 1.4.1 反应物的浓度
• 1.4.2 有机添加剂
• 1.4.3 pH 值
• 1.4.4 反应温度
• 1.4.5 反应时间
• 第二章 方形花状ZnO微晶的制备和表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 实验仪器
• 2.2.3 实验步骤
• 2.2.4 样品的表征方法
• 2.2.5 光催化性能测试
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 XRD 表征及分析
• 2.3.2 典型样品的形貌分析
• 2.3.3 方形花状ZnO 微球的生长机理探讨
• 2.3.4 实验条件对ZnO 微晶形貌的影响
• 2.3.5 氧化锌微晶的荧光特性
• 2.3.6 氧化锌微晶的紫外特性
• 2.3.7 氧化锌微晶的光催化特性
• 2.4 本章小结
• 第三章 类球形ZnO 微晶的制备和表征
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 实验仪器
• 3.2.3 实验步骤
• 3.2.4 样品的表征方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 XRD 表征及分析
• 3.3.2 典型样品的形貌分析
• 3.3.3 类球形ZnO 微晶的生长机理探讨
• 3.3.4 实验条件对类球形ZnO 微晶形貌的影响
• 3.3.5 氧化锌微晶的荧光特性
• 3.3.6 氧化锌微晶的紫外特性
• 3.4 类球形氧化铁微晶的制备和表征
• 3.4.1 XRD 表征及分析
• 2O₃ 微晶形貌的分析'>3.4.2 Fe₂O₃微晶形貌的分析
• 2O₃ 微晶的紫外吸收特性'>3.4.3 类球形Fe₂O₃微晶的紫外吸收特性
• 3.5 本章小结
• 2纳米/微米晶的制备和表征'>第四章 β-Ni（OH）₂纳米/微米晶的制备和表征
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验试剂
• 4.2.2 实验仪器
• 4.2.3 实验步骤
• 4.2.4 样品的表征方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 XRD 表征及分析
• 4.3.2 典型样品的形貌分析
• 2 的影响'>4.3.3 添加剂对 β-Ni（OH）₂的影响
• 2 纳米片的电学性质'>4.3.4 六方形 β-Ni（OH）₂纳米片的电学性质
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文