功能氧化物材料微-納米結(jié)構(gòu)的控制合成與性能研究.pdf

1、本論文采用水熱合成及前軀體合成制備了多種氧化物半導體微米/納米結(jié)構(gòu)，探討了產(chǎn)物的形成機理，并對產(chǎn)物進行了初步的性能探索。在十六烷基三甲基溴化銨的輔助下，通過形成前驅(qū)物Cu2(OH)3Br制備了具有正交交錯層結(jié)構(gòu)的氧化銅納米線陣列，探討了這種三維結(jié)構(gòu)的形成機理并研究了產(chǎn)物的氣敏性質(zhì)；采用聚乙二醇作為形貌引導，在不同聚乙二醇分子量的體系中實現(xiàn)了氧化銅海膽狀核殼結(jié)構(gòu)到海膽狀實心結(jié)構(gòu)的可控合成，對該兩種形貌的產(chǎn)物進行了電化學生物傳感性能的探索并

2、分析了其性能差異的原因；采用微乳液法，在油包水的體系中通過一個前軀體的方法，合成了由納米片組成的具有三維結(jié)構(gòu)的四氧化三鈷。本論文的主要內(nèi)容歸納如下：
　　 1.在0.1M的十六烷基三甲基溴化銨的水溶液中，通過醋酸銅的雙水解，制備了具有層狀結(jié)構(gòu)的堿式溴化銅前軀體，利用氫氧化銅和堿式溴化銅溶解性的差異，通過加入氫氧化鈉制備了具有正交交錯層結(jié)構(gòu)的氫氧化銅納米棒，以這些具有交錯層結(jié)構(gòu)的氫氧化銅再一次作為前軀體，在空氣中200℃進行熱處理

3、獲得了形貌保持的氧化銅微結(jié)構(gòu)。該氧化銅微結(jié)構(gòu)在組裝成氣敏傳感器時對目標氣體乙醇和丙酮有著兩倍于氧化銅納米顆粒(直徑約為100納米)的傳感效果，并且在50-500ppm的乙醇濃度范圍內(nèi)具有線性響應，據(jù)此作出的工作曲線將有可能對乙醇進行定量檢測。取得的研究成果發(fā)表在Crystal Growth&Design雜志上。
　　 2.發(fā)展了聚乙二醇一步法制備氧化銅的反應體系，通過使用不同分子量的聚乙二醇，控制合成了具有海膽狀的氧化銅的核殼結(jié)

4、構(gòu)和實心結(jié)構(gòu)。實驗結(jié)果表明聚乙二醇的分子量對形貌有著決定性的影響，當分子量為20000時，產(chǎn)物為海膽狀的核殼結(jié)構(gòu)，而當分子量為400時，產(chǎn)物為海膽狀的實心結(jié)構(gòu)，我們認為這種結(jié)構(gòu)的不同主要是由于體系粘度的不同導致的反應速率不同和聚乙二醇鏈長的不同導致空間位阻效應的不同造成的。在對該兩種結(jié)構(gòu)進行電化學生物傳感性能的探索中我們發(fā)現(xiàn)，核殼結(jié)構(gòu)的氧化銅對所加入的濃度范圍為10μM到5.55mM的過氧化氫都有明顯的響應，響應時間均小于5s，并且在該

5、區(qū)間內(nèi)具有線性響應，故可將其作為此濃度范圍內(nèi)的工作曲線來探測過氧化氫的濃度。而實心結(jié)構(gòu)的氧化銅在10μM到5.55mM范圍內(nèi)線性略差，低濃度范圍的偏差也較大，這種性質(zhì)的差異主要來自于其結(jié)構(gòu)的不同，核殼結(jié)構(gòu)由于內(nèi)部空間松散有利于電子的傳導，而實心結(jié)構(gòu)則電子傳導能力較差。該研究工作發(fā)表在Journal of PhysicalChemical C雜志上。
　　 3.采用微乳液作為微反應器，在水包油的體系中，使用煤油作為油相，司盤作為表