A-位、B-位摻雜ABO3型多功能材料的合成及性質(zhì)研究.pdf

1、ABO3型三元氧化物由于具有穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)、獨(dú)特的電磁性能（鐵電、順電、壓電、反鐵電）以及很高的氧化還原、氫解、異構(gòu)化、光催化等活性，在存儲材料、電子學(xué)、環(huán)境保護(hù)、工業(yè)催化和光催化等領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力；因此，ABO3型三元氧化物是當(dāng)前極具發(fā)展前景的新型功能材料之一。論文就YMnO3、BiFeO3等重要ABO3型三元氧化物的合成、摻雜和其多種性能進(jìn)行了探討，主要研究結(jié)果如下：
　　 用溶劑熱法和高溫?zé)Y(jié)法合成了YMnO3及Fe

2、、Co、Ni摻雜YMnO3納米顆粒。隨著Fe摻雜量的增加，六方結(jié)構(gòu)YMnO3始終保持在六方相結(jié)構(gòu)P63cm內(nèi)，但當(dāng)摻雜量達(dá)15％時，出現(xiàn)了六方高溫相P63/mmc。而當(dāng)少量Co、Ni的摻雜，就使YMnO3結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了正交相，當(dāng)摻雜量達(dá)30%時結(jié)構(gòu)完全變成了正交相。
　　 有關(guān)YMnO3納米顆粒及其Fe、Co、Ni摻雜物的研究很多，但大多數(shù)只是關(guān)注其鐵電性質(zhì)和磁性質(zhì)，我們根據(jù)ABO3型三元氧化物氣敏材料的特征，研究了Y(Fe,Co

3、，Ni)xMn(1-x)O3的氣敏性質(zhì)，研究表明，Y(Fe，Co，Ni)xMn(1-x)O3納米顆粒對多種氣體有氣敏響應(yīng)，尤其是YMnO3和其鐵摻雜物YMn(1-x)FxO3納米顆粒對正丁胺、丙酮和乙醇具有很好的選擇性和很高的響應(yīng)，并有成為優(yōu)秀氣敏材料的潛質(zhì)。我們還發(fā)現(xiàn)當(dāng)鐵摻雜含量較高時，六方結(jié)構(gòu)的錳酸釔變成了高溫相結(jié)構(gòu)P63/mmc，高溫相的摻雜物對正丁胺和乙醇的氣敏響應(yīng)最高。
　　 我們進(jìn)一步對YMnO3及其Fe、Co、Ni

4、摻雜物納米顆粒的結(jié)構(gòu)和磁性之間的關(guān)系進(jìn)行了研究，主要探討了Y(Fe，Co，Ni)xMn(1-x)O3的磁性質(zhì)隨結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律。研究表明，正交相結(jié)構(gòu)Y(Fe，Co，Ni)1-xMnxO3(x=0.3)納米顆粒在2K下表現(xiàn)出鐵磁性質(zhì)，在室溫下表現(xiàn)出反鐵磁性質(zhì)，尼爾溫度較文獻(xiàn)報道有所降低：處于正交結(jié)構(gòu)中的YMnxCo1-xO3(x=0.3)具有很大矯頑場。
　　 我們用溶膠凝膠法和高溫固相合成法合成了二元固溶體系(1-x)BiFeO3

5、-xLaMnO3(x=0-1)，合成方法快速簡單，并且產(chǎn)物純度高。研究表明：隨著LaMnO3摻雜量的增加，BiFeO3的結(jié)構(gòu)發(fā)生了一系列的變化（三方-四方-立方-三方），當(dāng)x=0-0.1時，結(jié)構(gòu)保持在三方結(jié)構(gòu)R3c中，當(dāng)x=0.12-0.3時，結(jié)構(gòu)處在四方相，x=0.3-0.75始終是保持在立方相結(jié)構(gòu)中，而當(dāng)x=0.8-1.0時，結(jié)構(gòu)又回到了三方結(jié)構(gòu)R-3c中。有意思的是，當(dāng)溫度在550-880℃時，在(1-x)BiFeO3-xLaMn