论文题目: 低维氧化物纳米结构化学湿法合成、表征及性能研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 化学
作者: 梁家和
导师: 李亚栋
关键词: 氧化物,低维纳米结构,湿化学,合成
文献来源: 清华大学
发表年度: 2005
论文摘要: 氧化物是自然界中分布最为广泛的一类无机化合物。由于其独特的物理、化学性质和在众多领域的广泛应用,氧化物在工农业生产以及科学研究占有极其重要的位置。如何发现、合成新型结构的氧化物功能材料,并在合成过程中实现对其晶体结构、尺寸、形貌及维度的调控,进而实现对其物理、化学性质的人工剪裁是当前化学、材料科学要完成的历史使命。湿化学合成方法被证明是完成这一使命的非常重要的途径。本论文通过调控溶剂体系、溶液酸碱度、前驱物和添加剂种类等方式在利用湿化学方法合成二元和三元氧化物低维纳米结构方面进行了有益的探索和研究,获得了一些有意义的结果。二氧化锆(ZrO2)是一种多晶型的二元氧化物,采用不同的湿化学合成方法成功地合成了不同晶型的ZrO2结构:微波辅助化学湿法合成ZrO2纳米颗粒,在PVA的作用下合成介稳四方相二氧化锆(t-ZrO2);超声波辅助化学湿法合成水合二氧化锆(ZrO2·nH2O),并对其结构进行了表征;醇水体系(EWS)水热合成了单分散单斜相二氧化锆(m-ZrO2)纳米颗粒。氧化镍(NiO)是一种单晶型的二元氧化物,通过水热方法首先合成六方相氢氧化镍(h-Ni(OH)2)的纳米棒状结构,然后在加热条件下,使Ni(OH)2纳米棒转化成为立方相氧化镍(c-NiO)纳米环状颗粒。建立了一种简便、普适的水热合成方法制备了系列过渡金属三元氧化物铬酸盐的低维纳米结构。系统深入探讨了溶液的酸碱度(pH)和添加剂(表面活性剂)对于晶体生长中晶型和形貌的影响,这对于湿化学合成中的晶体结构、尺寸和形貌的调控研究具有很高的借鉴价值。对制得的产物的介电、电化学、紫外吸收和荧光性质进行了表征和研究。提供了一种新的低温液相合成非金属三元氧化物硼酸盐的一维纳米结构的方法,比传统固相反应方法的反应温度低近700°C ~900°C,显示了湿化学合成的优势。尤其是在醇酮体系下合成了掺杂二价铕(Eu2+)的硼酸盐荧光粉体,同时在纯水溶剂中合成了掺杂三价铕(Eu3+)的硼酸盐荧光粉体,在紫外灯的照射下,荧光体分别发出蓝紫光和粉红色光。并对掺杂荧光体一维纳米结构的热稳定性和其发光性质进行了测试和表征。
论文目录:
第1章 引言
1.1 研究背景和选题意义
1.2 湿化学合成概述
1.2.1 湿化学合成定义
1.2.2 湿化学合成优点
1.2.3 湿化学合成核心
1.2.4 湿化学合成类型
1.2.4.1 水热和溶剂热法
1.2.4.2 沉淀和共沉淀法
1.2.4.3 溶胶-凝胶法
1.2.4.4 微乳法
1.2.4.5 微波和超声辅助法
1.2.4.6 其它方法
1.3 本文研究的主要内容
第2章 化学湿法合成氧化锆和氧化镍纳米结构及性质研究相关工作
2.1 引言
2.2 微波辅助化学湿法合成四方相氧化锆(t-ZrO_2)纳米颗粒
2.2.1 反应路线设计
2.2.2 操作步骤
2.2.3 试剂和表征
2.2.4 结果和讨论
2.2.5 光学性质的研究
2.3 超声波辅助化学湿法合成水合氧化锆(ZrO_2·nH_2O)纳米颗粒
2.3.1 反应路线设计
2.3.2 操作步骤
2.3.3 试剂和表征
2.3.4 结果和讨论
2.3.5 光学性质的研究
2.4 醇水体系水热合成单斜相氧化锆(m-ZrO_2)单分散纳米颗粒
2.4.1 反应路线设计
2.4.2 操作步骤
2.4.3 试剂和表征
2.4.4 结果和讨论
2.5 水热-灼烧合成立方相氧化镍(c-NiO)环状纳米颗粒
2.5.1 反应路线设计
2.5.2 操作步骤
2.5.3 试剂和表征
2.5.4 结果和讨论
2.5.5 催化性质的研究
2.6 本章小结
第3章 化学湿法合成铬酸盐一维纳米结构及性质研究
3.1 引言
3.2 单晶铬酸铅(PbCrO_4)和铬酸二铅(Pb_2CrO_5)的水热选择合成
3.2.1 反映路线设计
3.2.2 操作步骤
3.2.3 试剂和表征
3.2.4 结果和讨论
3.3 单晶铬酸铜(CuCrO_4)纳米带的水热合成
3.3.1 反应路线设计
3.3.2 操作步骤
3.3.3 试剂和表征
3.3.4 结果和讨论
3.4 铬酸钡(BaCrO_4)纳米结构的水热合成
3.4.1 反应路线设计
3.4.2 操作步骤
3.4.3 试剂和表征
3.4.4 结果和讨论
3.5 系列铬酸盐水热普适合成
3.5.1 反应路线设计
3.5.2 操作步骤
3.5.3 试剂和表征
3.5.4 结果和讨论
3.6 外界因素对铬酸盐合成的影响
3.6.1 pH 值对铬酸盐合成的影响
3.6.1.1 pH 值对 BaCrO_4 合成的影响
3.6.1.2 pH 值对 CuCrO_4 合成的影响
3.6.1.3 pH 值对 PbCrO_4 合成的影响
3.6.2 表面活性剂对铬酸盐合成的影响
3.6.2.1 结果和讨论
3.6.2.2 结论
3.7 铬酸盐纳米结构的性质研究
3.7.1 介电性质研究
3.7.2 电化学性质研究
3.7.3 光学性质研究
3.8 本章小结
第4 章化学湿法合成硼酸盐一维纳米结构及性质研究
4.1 引言
4.2 反应路线设计
4.3 操作步骤
4.4 试剂和表征
4.5 结果和讨论
4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢与声明
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
发布时间: 2006-06-29
参考文献
- [1].钙钛矿型锰基氧化物的制备、结构及性能研究[D]. 雷丽文.武汉理工大学2006
- [2].含锂纳米复合氧化物爆炸合成[D]. 谢兴华.大连理工大学2007
- [3].纳米及介孔金属氧化物材料新合成方法探索研究[D]. 孙晓红.南开大学2010