準一維碳、氧化鉛和氫氧化鉛納米材料制備與結(jié)構(gòu)及物理特性的研究.pdf

1、納米結(jié)構(gòu)材料，因其特殊的納米結(jié)構(gòu)而具有許多與塊體材料不同的特性，使其在物理學、電子學、化學、生物學等領(lǐng)域有許多潛在應(yīng)用，因而引起了人們的廣泛關(guān)注。然而要使納米結(jié)構(gòu)材料真正地走向?qū)嶋H應(yīng)用，發(fā)展成本低、工藝簡單、重復(fù)性好的制備工藝至關(guān)重要?；诖?，本論文重點研究和開發(fā)制備相關(guān)納米結(jié)構(gòu)材料的簡單、成本低、重復(fù)性好的工藝，具體的研究內(nèi)容和相關(guān)結(jié)論如下：
　　 1.研究了乙醇浮動催化化學氣相沉積法制備碳納米結(jié)構(gòu)材料，包括碳納米纖維，多壁碳

2、納米管及陣列，單壁碳納米管，鐵填充碳納米管及陣列。通過研究發(fā)現(xiàn)，由催化劑先體二茂鐵熱解后形成的大小不同的鐵催化劑顆粒，在重力和載氣粘性阻力的作用下，會發(fā)生按尺寸分離的現(xiàn)象，根據(jù)這一現(xiàn)象，可實現(xiàn)碳納米纖維、多壁碳納米管及陣列（或鐵填充碳納米管及陣列）、以及單壁碳納米管的同時制備。此外，利用這一工藝制備的單壁碳納米管是沉積在溫度低于400℃的區(qū)域，因此可將單壁碳納米管沉積在不能承受高溫的基底上，如ITO玻璃。這一工藝可以較簡單的制備單壁碳納

3、米管薄膜電極，作為染料或量子點敏化太陽能電池的碳對電極。通過增加催化劑先體二茂鐵的用量，可制備出鐵填充碳納米管及其陣列，利用振動樣品磁強計表征了其磁特性。通過分析得到的磁滯回線，獲得了鐵填充碳納米管的矯頑力約為257.05G，鐵填充碳納米管的矯頑力約為589.97G，比多晶鐵材料和納米晶鐵材料高很多。
　　 2.討論了多分支型碳納米纖維的可能形貌，對于Y形碳納米纖維，有四種基本的可能形貌，對于多方向生長碳納米纖維可能具有任意整數(shù)

4、個分支，在實驗中四種Y形碳納米纖維的基本形貌都觀察到了，實驗中觀察到的多方向生長碳納米纖維的分支個數(shù)有2，3，4，5。這些分支型碳納米纖維的形成可能與擴散火焰的不穩(wěn)定有關(guān)。為了改善火焰的穩(wěn)定性，本論文提出了限域穩(wěn)定擴散火焰法制備碳納米結(jié)構(gòu)，這種方法是將火焰限定在一定的區(qū)域內(nèi)燃燒，在燃燒區(qū)域之外沒有火焰，這種火焰具有高穩(wěn)定性，為碳納米管的生長提供了穩(wěn)定的環(huán)境。利用這種方法，采用噻吩/乙醇作為燃料，可制備出碳納米管及陣列和單壁碳納米管，而且

5、重復(fù)性好。
　　 3.研究了利用直流電化學沉積法在ITO基底上制備氧化鉛納米棒。與先前利用直流電化學沉積法在不銹鋼片上制備氧化鉛納米棒相比，在ITO基底上氧化鉛納米棒的產(chǎn)量明顯提高。利用UV-vis吸收光譜表征了氧化鉛納米棒薄膜的光吸收特性，得到氧化鉛納米棒的帶隙約為2.85eV。利用沉積在ITO基底上的氧化鉛納米棒薄膜作為染料敏化太陽能電池的光陽極是有效的，基于氧化鉛納米棒薄膜的染料敏化太陽能電池的開路電壓約為0.5V。討論了

6、氧化鉛納米棒的生長機理，利用無水乙醇洗滌初級沉積物的方法，獲得了氧化鉛納米棒生成不同階段的形貌圖，基于實驗觀察，提出了氧化鉛納米棒生長的一個可能的模型。
　　 4.提出了利用液相反應(yīng)法制備氫氧化鉛納米棒。這種方法是基于氫氧化鉛不同晶面對無機氯離子吸附能力的不同，使氫氧化鉛納米棒在生長過程中形成擇優(yōu)生長方向，從而快速形成納米棒。因此在這種方法中，添加氯離子是制備氫氧化鉛納米棒最關(guān)鍵的因素，本論文比較深入的研究了氯離子濃度對產(chǎn)物的影