水熱-溶劑熱合成級次結構納米材料及性質表征.pdf

1、級次結構納米材料是由基本納米結構單元按照一定規(guī)律構筑的一種新體系，它包括一維、二維和三維體系，體系中至少有一個維度方向處于納米尺度范圍，所以級次結構納米材料既具備納米顆粒的本征特性，又存在由納米結構組合引起的耦合與協(xié)同效應，由此賦予了級次結構納米材料一系列新穎的物理和化學性質，在磁學、光電器件、能量存儲、傳感和催化等領域有很廣闊的應用前景，因此納米結構材料吸引了化學家和材料學家的極大興趣。本論文討論了水熱/溶劑熱法合成了珊瑚狀四氧化三鐵

2、、系列核殼結構的硫化物盒子和花狀的氫氧化鎳的過程，并探索了目的產(chǎn)物的形成機理，表征了其物理化學性質，討論了性質與其微觀結構的關系。
　　 1.葡萄糖助溶劑熱合成級次結構的四氧化三鐵
　　 在乙二醇/水的混合溶劑體系中，以七水合硫酸亞鐵和氫氧化鉀為原料，以葡萄糖分子及其衍生物為鐵離子的穩(wěn)定劑，在200℃的溶劑熱條件下合成了珊瑚狀的級次結構的四氧化三鐵，次級結構的Fe3O4由約粒徑10nm的納米晶聚集而成，其中級次結構的根部

3、是納米晶顆粒無規(guī)則聚集而成的，而由根部生長的枝狀結構則是定向聚集的，延長反應時間，級次結構最終解離為離散的Fe3O4納米顆粒。研究表明在KOH堿性條件下，部分葡萄糖氧化為五碳糖、葡萄糖醛酸和葡萄糖苷等衍生物，而葡萄糖分子及其衍生物擁有的豐富羥基和羧基可與鐵離子形成穩(wěn)定螯合物，隨著反應的進行，葡萄糖分子及其衍生物逐漸氧化降解，從而緩慢的釋放鐵離子形成Fe3O4納米晶，這個過程為級次結構Fe3O4的形成提供了一個速控步，這樣就在溶液中形成了

4、一個濃度梯度，該濃度梯度振蕩會導致Fe3O4納米顆粒聚集成珊瑚狀級次結構。在熱流方向作用下，級次結構以扇形輻射狀向外聚集生長，磁性質測試表明級次結構中顆粒間的耦合效應使Fe3O4聚集體在磁場下表現(xiàn)出了較強的矯頑力。
　　 2.基于Kirkendall效應和Pearson酸堿理論合成金屬硫化物納米盒子
　　 本章討論了首先在Fe3+的輔助下，利用鹽酸刻蝕銀納米團簇制得了作為犧牲模板的氯化銀納米方塊，接下來利用溶度積效應將氯

5、化銀轉化為核殼結構的硫化銀納米盒子，陰離子交換過程中伴隨的Kirkendall效應造成了硫化銀表面和內(nèi)部空隙的形成;最后利用Pearson軟硬酸堿理論，以甲醇為溶劑，三丁基膦為銀離子的相轉移劑進行陽離子交換反應，該過程表現(xiàn)為局域規(guī)整反應，制得了形貌和結構的完整性保持良好的硫化鎘、硫化鉛、硫化鋅和硫銦銀。紫外-可見漫反射光譜表明，制備的硫化鎘納米盒子在可見光范圍內(nèi)有較好的吸收效率，這歸因于硫化鎘盒子特殊的核殼結構和硫化鎘顆粒間的電子耦合可

6、產(chǎn)生自縮小帶隙。
　　 3.超薄納米片構成的級次花狀β-Ni(OH)2的水熱合成及其贗電容和氣敏性能
　　 以六水合氯化鎳和六亞甲基四胺為原料，水熱回流合成了超薄納米片構成的花狀β-Ni(OH)2，TEM與SEM觀察發(fā)現(xiàn)花狀結構是由中心位置向外生長了若干納米片，納米片邊長大于500nm，XRD和HR-TEM表明納米片厚度約9.5nm，厚度方向為[001]方向，超薄的納米片可為離子遷移提供了非常短的擴散通道，可快速響應氣體