鈦酸納米纖維的宏觀自組裝研究.pdf

1、鈦酸鹽納米纖維宏觀結(jié)構(gòu)是重要的功能無機(jī)材料，它具有光能轉(zhuǎn)換性質(zhì)、光/電化學(xué)催化性質(zhì)和離子交換性質(zhì)，并能作為前驅(qū)體衍生成TiO2納米纖維。鈦酸鹽納米纖維在水熱環(huán)境中沿著[001]方向擇優(yōu)生長，利用這一點，在微型框架的引導(dǎo)下，能在溶液中得到形態(tài)可控的鈦酸納米纖維結(jié)構(gòu)，并衍生得到同一結(jié)構(gòu)的TiO2納米纖維。本論文據(jù)此得到的主要研究成果總結(jié)如下：
　　1.以高壓釜的聚四氟乙烯內(nèi)襯表面獨特的周期性溝道為微框架，一步實現(xiàn)了在溶液中直接生長與組

2、裝鈦酸納米纖維構(gòu)成的宏觀結(jié)構(gòu)。該方法簡便易行、重復(fù)性好，且宏觀結(jié)構(gòu)的形態(tài)高度可控。該方法也有望適用于其它材料體系。所形成的鈦酸納米纖維膜可用于衍生TiO2-A@TiO2-B同軸結(jié)構(gòu)構(gòu)成的TiO2納米纖維膜（TiO2-A和TiO2-B分別代表銳鈦礦相TiO2和單斜相TiO2）。電學(xué)測試顯示，異質(zhì)結(jié)構(gòu)的TiO2納米纖維表現(xiàn)出獨特的整流特性和長程導(dǎo)電性。制備的鈦酸鹽和二氧化鈦納米纖維網(wǎng)絡(luò)在主-客體化學(xué)、薄膜光電器件和高效率光催化等方面有著潛在

3、的應(yīng)用前景。
　　2.利用超飽和度控制鈦酸鹽納米帶完美自組裝成直徑達(dá)2~5 cm、厚度在2~15 mm、內(nèi)具三維納米通道的圓片結(jié)構(gòu)。雖然圓片結(jié)構(gòu)由納米帶堆垛而成，納米帶之間沒有強(qiáng)的作用，但納米帶完美的組裝使其具有優(yōu)異的抗壓能力，一片0.185 g重的圓片在15 kg的重量下才會碎裂（8×104倍于自身重量）。圓片結(jié)構(gòu)還具有極高的孔隙率（孔隙度達(dá)到97％）和本征的負(fù)電性。研究表明所組裝的圓片結(jié)構(gòu)能高效捕獲溶液當(dāng)中的超細(xì)納米粒子、進(jìn)行