有機(jī)-無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料及其性能的研究.pdf

1、近年來(lái)，全世界面臨著能源枯竭與環(huán)境污染的重大挑戰(zhàn)，為了解決這兩大重要問(wèn)題，對(duì)新材料的研究與開發(fā)是行之有效的。在如此眾多納米功能材料中，有機(jī)-無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料是具代表性的一類，它在新型能源、催化和環(huán)境等領(lǐng)域獲得了廣泛的關(guān)注，并在很多方面取得了較好的進(jìn)展。由于CeO2價(jià)格低廉、制備簡(jiǎn)單、形貌可控、物理化學(xué)性能優(yōu)異等特點(diǎn)，在催化、光催化、電池、傳感器等方面有著重要的應(yīng)用和潛在應(yīng)用，本研究以低維的CeO2為主體材料，采用氧化石墨烯和石墨烯納米帶

2、（采用碳納米管（CNTs）開拉鏈方法制備）、氧化物（V2O5、Cu2O、NiO等）、硫化物（Cu2S、FeS、NiS、Ag2S等）、接枝共聚合物(Smart gels)等構(gòu)筑了系列低維異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米功能復(fù)合材料和有機(jī)-無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料，拓展其光譜響應(yīng)，對(duì)其開展了表面、界面性能的研究，該研究也拓展至其它低維材料，如：ZnO和CNTs等。研究重點(diǎn)是拓展其可見光響應(yīng)和在納米尺度上為電荷的傳輸和分離等鋪設(shè)有效傳導(dǎo)通道。
　　對(duì)于CeO2體系

3、的無(wú)機(jī)改性，我們主要采用V2O5、氧化石墨烯以及石墨烯納米帶對(duì)其修飾和改性，制備出了CeO2/V2O5、CeO2/GO、CeO2/G等納米復(fù)合材料。氧化石墨烯納米帶纏結(jié)在CeO2納米棒的表面，其原理是氧化鈰納米棒和氧化石墨烯納米帶的表面活性基團(tuán)之間的超分子相互作用以及氧化石墨烯納米帶優(yōu)異的柔韌性。利用SEM，TEM，XRD，UV-Vis等手段對(duì)其納米復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了基本表征，并選用CeO2/V2O5復(fù)合材料體系構(gòu)筑QCM傳感

4、器陣列考察了其氣敏性能。結(jié)果表明，少量的氧化石墨烯納米帶纏結(jié)在CeO2納米棒的表面不僅擴(kuò)大了納米復(fù)合材料對(duì)可見光的光響應(yīng)，也提高了對(duì)有機(jī)污染物的吸附性。CeO2/V2O5復(fù)合材料體系構(gòu)筑的QCM傳感器顯著改善了器件的響應(yīng)性能，取得了一些較好的初步結(jié)果。
　　在有機(jī)改性方面，我們采用丙烯酸、N，N-二甲基丙烯酰胺、羥丙基-β-環(huán)糊精合成了系列接枝共聚物,研究了共聚單體的配比對(duì)接枝聚合的影響。結(jié)果表明，通過(guò)選擇合適的共聚單體比率可得到

5、自交聯(lián)型多重響應(yīng)性智能凝膠，對(duì)其膨脹/收縮行為進(jìn)行了考察，并選擇模擬藥物對(duì)智能凝膠的吸附性能和釋放特性進(jìn)行了研究，取得了一些有意義的結(jié)果。然后用制備的系列接枝共聚物對(duì)CeO2/GO進(jìn)行表面改性，對(duì)獲得的有機(jī)/無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料的吸附性和釋放性進(jìn)行了考察。結(jié)果表明在相似條件下，此智能化有機(jī)-無(wú)機(jī)納米材料的光催化效果遠(yuǎn)好于沒(méi)有表面智能改性的CeO2/GO納米復(fù)合材料。
　　對(duì)于ZnO和CNTs體系的改性，我們主要基于前期的研究基礎(chǔ)，采用