CHM法制备纳米钙钛矿型锰基氧化物(BaMnO3、BaTi0.5Mn0.5O3)

论文摘要

Mn基钙钛矿型氧化物作为一种庞磁阻材料成为科学家们的研究热点。然而,纳米尺度Mn基钙钛矿型氧化物晶体的制备及性质的研究是科学工作者们面临的挑战,目前,能够制备Mn基钙钛矿型氧化物晶体的方法有气相沉积法和水热法,但是合成的种类非常有限。对于Mn基钙钛矿型氧化物除磁阻以外性质的研究也非常欠缺。因此,开发Mn基钙钛矿型纳米晶的制备方法,并研究Mn基钙钛矿型纳米晶相关性质具有重要的意义。本文采用一种低温常压、操作简单、成本低廉、便于工业化推广的合成新方法—复合氢氧化物媒介法（composite-hydroxide-mediated,CHM）合成出结晶好、纯度高、组成精确、表面清洁的钙钛矿氧化物BaMnO3和BaTi0.5Mn0.5O3纳米晶体。该制备工艺结合了液相和固相的优点,工艺简单、易于产业化。用CHM法合成出钙钛矿六方晶系BaMnO3为厚约20-30nm、宽约为50-100nm、长约为500-1000nm的纳米棒,实验结果表明在晶体生长过程加少许去离子水可以影响晶粒的形貌和尺寸。用紫外可见光光度计对不同尺寸的BaMnO3纳米晶体的紫外—可见光吸收进行了分析,发现与样品尺寸相关的吸收峰红移现象,并对此作了详细的讨论。将BaMnO3粉末制成膜元件置入氧气、氮气中进行电导-温度实验,结果发现在氧气中出现电导峰,其相对温度在2750C,而且随着氧气浓度的增加,BaMnO3的阻值迅速增大,气敏性能增强,但在氮气中其电导随温度上升线性增加,并不存在电导峰,并对上述现象进行机理分析。当用50%的Ti元素置换BaMnO3中的Mn元素所得到BaTi0.5Mn0.5O3纳米单晶为六方晶系的双锥柱状颗粒,锥体轴向长约100-500nm,径向长约20-50nm。BaMnO3和BaTi0.5Mn0.5O3形貌迥异,我们用配位多面体生长机理和配位多面体生长习性法则,研究了在复合氢氧化物熔融中晶体的生长习性,于此同时分析两者形貌的差别与生长基团有关。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 前言
• 1.1.1 钙钛矿锰氧化物的研究概述
• 1.1.2 钙钛矿型锰氧化物的结构
• 1.1.3 钙钛矿型材料的制备方法
• 1.2 课题的选取及其研究意义
• 1.3 课题拟采用的实验设计及其创新性
• 3 纳米单晶'>2 CHM 法制备BaMnO₃纳米单晶
• 2.1 实验过程及材料性能分析
• 2.1.1 CHM 法简介
• 2.1.2 实验过程
• 2.1.3 材料性能分析
• 3 纳米单晶制备及表征'>2.2 BaMnO₃纳米单晶制备及表征
• 3 纳米单晶'>2.2.1 CHM 法制备 BaMnO₃纳米单晶
• 3 纳米晶粒形状及尺寸的影响'>2.2.2 水对BaMnO₃纳米晶粒形状及尺寸的影响
• 2.3 纳米单晶的紫外吸收
• 2.3.1 纳米材料的紫外吸收的基本知识
• 3 纳米单晶的紫外吸收及分析'>2.3.2 BaMnO₃纳米单晶的紫外吸收及分析
• 2.4 小结
• 3 的气敏性能'>3 BaMnO₃的气敏性能
• 3 的气敏性能的检测'>3.1 钙钛矿型BaMnO₃的气敏性能的检测
• 3.1.1 气敏参数的定义
• 3.1.2 气敏元件的制备和检测
• 3.2 气敏实验结果与分析
• 3.2.1 灵敏度
• 3.2.2 电导-温度特性
• 3.2.3 灵敏度一浓度特性
• 3.2.4 元件的响应—恢复时间
• 3.3 气敏元件敏感机理分析
• 3.4 小结
• 3 纳米单晶'>4 Ti 掺杂的BaMnO₃纳米单晶
• 0.5Mn_0.5O₃ 纳米单晶的制备'>4.1 Ti 掺杂的锰氧化物BaTi_0.5Mn_0.5O₃纳米单晶的制备
• 4.2 Ti 掺杂对锰氧化物纳米单晶结构的影响
• 4.3 小结
• 5 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 后续工作及展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录