低維無機(jī)納米材料空心結(jié)構(gòu)的制備與性能研究.pdf

1、在有著各種形態(tài)和結(jié)構(gòu)的低維無機(jī)材料制備中，具有空心納米結(jié)構(gòu)的新型材料正越來越引起廣泛的關(guān)注并得到長足的發(fā)展。這類材料在光學(xué)器件、藥物傳輸、活性膠囊、離子插層、長效催化/負(fù)載、表面功能化以及尺寸選擇性反應(yīng)等方面都有廣泛的應(yīng)用。然而對于制備零維金屬空球和一維非圓形納米管方面，進(jìn)展卻很有限。基于這種情況，我們就單質(zhì)銀空球和方形三氧化鎢納米管的制備作了一些嘗試性的創(chuàng)新工作。具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　 (1)以相變?nèi)橐簽槟０?，制備出?/p>

2、單分散銀質(zhì)空球。這種模板的前期階段被通過簡單的乳化過程而得到，然后乳液中的油相(這里我們選用的是蜂蠟)在超聲場中凝固成硬模板。在相變過程中，AgBr粒子作為Pickering乳化劑與CTAB共同穩(wěn)定相變?nèi)橐?。相變結(jié)束后得到AgBr粒子包覆的固體乳膠粒子，其數(shù)均直徑為160.5nm，多分散指數(shù)為1.046。接下來，AgBr粒子被通過一種“照相化學(xué)”的方法還原成單質(zhì)銀粒子。當(dāng)更多的AgNO3加入到反應(yīng)體系，初始形成的單質(zhì)銀粒子此時作為固體催

3、化劑催化還原處于它周圍的銀離子，直到固體乳膠粒子被完全包覆。固體乳膠粒子周圍的銀殼厚度可以通過控制AgNO3的加入量而進(jìn)行方便地調(diào)節(jié)。最后，銀殼下的蜂蠟核被熱乙醇溶出，并被收集提純以循環(huán)利用。因為蜂蠟是多種小分子的聚集體，它可以被有效的從銀殼孔隙中溶出，在實驗過程中未發(fā)現(xiàn)銀殼的塌縮和破裂。
　　 該方法結(jié)合了軟模板方法(容易獲得模板)和硬模板法(在反應(yīng)過程中微球不易產(chǎn)生變形，且對反應(yīng)環(huán)境不敏感)的優(yōu)點。此外，反應(yīng)結(jié)束后，蜂蠟?zāi)鼙?/p>

4、方便地回收，避免了模板溶出后對環(huán)境的污染，因此該方法是一種環(huán)境友好的方法(2)我們在插層PANI的幫助下制備了WO3.H2O方形納米管。首先，采用雙乳液法制備了WO3.H2O納米片和PANI分子，在WO3.H2O納米片的形成過程過程中，同時質(zhì)子化的聚苯胺分子通過離子交換對WO3.H2O納米片實現(xiàn)了插層。然后我們選擇形態(tài)規(guī)則的納米片作為前驅(qū)物，在60℃密閉反應(yīng)六天，結(jié)果顯示納米片卷曲為納米管。根據(jù)在不同反應(yīng)時間段的XRD分析，可以得出WO

5、3.H2O納米片的層間距不斷減小的結(jié)論；而TGA數(shù)據(jù)表明這種減小并不是因為WO3.H2O結(jié)晶水或?qū)娱gPANI分子的脫除；但是通過FTIR分析，我們發(fā)現(xiàn)PANI分子在層間被原位氧化，這種氧化所帶來的構(gòu)象和構(gòu)型的變化又被UV-vis-near分析所證明。在一系列的對比試驗后，證實了APS對PANI分子的氧化是卷曲的驅(qū)動力，而驅(qū)動是通過層間PANI分子構(gòu)象或構(gòu)型改變所引起的分子鏈轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)的。在PANI分子和WO3.H2O納米片的協(xié)同運(yùn)動下，