金屬氧化物納米復合材料的合成及其性能研究.pdf

1、金屬氧化物如TiO2、SnO2和Cu2O，由于其獨特的物理、化學性能，使其在電池、催化劑和傳感器等領域都有廣泛的應用。而以這些金屬氧化物為基礎的復合納米材料，由于其優(yōu)良的綜合性和性能的可設計性，使其在將來的材料學領域擁有很強的生命力，同時也成為新材料發(fā)展的一個重要方向。本文圍繞不同金屬氧化物納米復合材料的制備及其性能研究展開工作，著重研究了它們的液相制備過程以及所制備材料的光催化降解污染物（光還原重金屬離子）和電化學檢測葡萄糖的性能。本

2、文的主要研究內容包括以下三個方面:
　　1.微波輔助合成三維花狀TiO2基金屬硫化物/氧化物納米復合材料及其光催化性能研究本章中，我們首先利用溶劑熱輔助和高溫煅燒制備出了三維等級花狀TiO2，然后通過水浴陽離子吸附，在TiO2模板的表面吸附上金屬離子(Cd2+，Zn2+，Ce3+)，再在硫代乙酰胺(TAA)或六亞甲基四胺(HMT)溶液中300 W微波輻射30 min制得TiO2-CdS、TiO2-ZnS、TiO2-ZnO和TiO2

3、-CeO2納米復合結構。以TiO2-CdS為例，我們對復合材料的光催化性能進行研究。結果顯示，在可見光下所制備的TiO2-CdS納米復合材料有很好的可見光光催化降解甲基橙(MO)的活性，其效果比單一TiO2、P25和CdS更好。因此，本章中所介紹的TiO2基金屬硫化物/氧化物(TiO2-MS/MO)納米復合材料在污水處理領域將具有潛在的應用前景。
　　2.SnS2納米片可控水熱輔助自水解合成SnS2/SnO2異質結構納米片及其可見

4、光光催化還原Cr(Ⅵ)的性能研究我們首次提出了一種獨特而簡便的水熱輔助自水解路徑來可控制備SnS2/SnO2異質結構納米片(HNPs)的方法，該方法采用預先制備的SnS2納米片為自犧牲模板，然后在檸檬酸溶液中180℃水熱條件下反應一定時間來實現(xiàn)SnS2的自水解。有趣的是，我們發(fā)現(xiàn)通過改變水熱反應處理的時間，可以有效地調控SnS2/SnO2 HNPs的尺寸、形貌以及SnO2含量。此外，對材料的性能進行了研究，結果顯示，SnS2/SnO2

5、HNPs表現(xiàn)出增強的光催化還原Cr(Ⅵ)活性。另外，我們還對其光催化提高的機理進行了合理的解釋。
　　3.簡易合成石墨烯/Cu2O納米線復合材料及其在非酶電化學葡萄糖傳感器中的應用本章節(jié)中，我們采用一種簡易的溶劑熱法直接在石墨烯上負載超細Cu2O納米線(直徑約為5nm)來制備出石墨烯/Cu2O納米線復合材料。該實驗以醋酸銅和石墨烯為起始反應物，乙二醇為溶劑和還原劑，醋酸鈉為沉淀劑，在120℃條件下反應6h制備得到石墨烯/Cu2O納