錫、鉍的納米材料的合成與性質(zhì)研究.pdf

1、納米科技研究的對象是介于微觀和宏觀之間的介觀領(lǐng)域，由于在這個領(lǐng)域的材料具有量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)，導(dǎo)致材料的磁、光、聲、電、催化、氣敏等性質(zhì)發(fā)生很大變化，這為新材料的發(fā)現(xiàn)和現(xiàn)有材料的性能改善提供了可能。材料的性能研究要以材料的合成與制備為前提。目前人們在合成粒徑可控、尺寸均一、形貌規(guī)則的納米材料方面已經(jīng)取得了很大進展，但是，繼續(xù)探索簡單、高效的合成方法，仍然是納米材料研究的一個熱點領(lǐng)域。本論文用水熱(溶劑熱

2、)法和前驅(qū)體法兩種方法制備了錫、鉍化合物的納米材料。利用不同的反應(yīng)條件，改變材料的生長環(huán)境，控制反應(yīng)動力學(xué)過程，獲得了形貌和粒徑可控的幾種微納米材料。 主要研究內(nèi)容歸結(jié)如下： 1.利用水熱(溶劑熱)技術(shù)以及把它與其它方法相結(jié)合的復(fù)合技術(shù)，制備了硫化鉍、硫化錫、氧化錫、氯化氧鉍納米材料并對其性質(zhì)進行了初步的研究： (a)將萃取技術(shù)與溶劑熱法結(jié)合，把鉍(Ⅲ)的萃合物轉(zhuǎn)移進入有機相，在溶劑熱條件下，直接裂解萃合物，得到

3、了分散性良好的硫化鉍納米棒。溶劑熱過程中，萃合物中的P-S鍵斷裂，形成硫化鉍產(chǎn)品。 (b)利用溶劑熱法，以硫脲為硫源制備了六方片層結(jié)構(gòu)的硫化錫。在反應(yīng)過程中，硫脲緩慢分解，使得硫化錫晶核能均勻沉淀，提高了產(chǎn)品的均勻性。與現(xiàn)有片層結(jié)構(gòu)硫化錫的合成方法相比，這個方法簡單，不需要有機溶劑，條件溫和可控。 通過調(diào)節(jié)溶液的酸堿性，制備了由片層組成的花狀硫化錫納米結(jié)構(gòu)。 (c)將前驅(qū)體法與溶劑熱法相結(jié)合，制備了氧化錫空心球。

4、在反應(yīng)過程中，氯化亞錫與六亞甲基四胺形成配合物，溶劑熱過程中，配體被羥基取代，經(jīng)過脫水從而得到氧化錫空心球，并對空心球狀氧化錫做了熒光發(fā)光表征。本方法易于操作，不需要外加模板和結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，僅通過控制溶劑熱過程中溶劑種類，即可進行定向合成。 通過改變?nèi)軇┙M成，選擇合成了針狀氧化亞錫納米晶。 (d)將沉淀法與溶劑熱法相結(jié)合，制備了氯化氧鉍的納米片層。在反應(yīng)過程中，水合肼作為沉淀劑，加熱條件下沉淀反應(yīng)得到氯化氧鉍。將得到的氯化

5、氧鉍進行溶劑熱處理，得到中孔片層結(jié)構(gòu)的氯化氧鉍，目前尚未發(fā)現(xiàn)這種帶孔結(jié)構(gòu)的報道。在反應(yīng)過程中，水合肼對這種中孔片層的形成起到了決定性的作用，其它胺類沉淀劑則不能得到這種結(jié)構(gòu)的氯化氧鉍。 2.利用直接沉淀法和熱處理結(jié)合的兩步法，制備了錫酸鹽微納米結(jié)構(gòu)，并對其性質(zhì)進行了初步研究： (a)以錫酸鈉和硝酸鈣為起始反應(yīng)原料，制備了八角花狀的六羥基錫酸鈣前驅(qū)體，通過煅燒前驅(qū)體得到同一形貌的錫酸鈣產(chǎn)品。用這個方法制備的前驅(qū)體的煅燒溫度

6、為800℃，較文獻報道有明顯降低，有利于生產(chǎn)中的節(jié)能。加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)，可以得到帶有級次結(jié)構(gòu)的錫酸鈣，晶核的不同晶面對羥基吸附性的差異，對形貌的變化起了決定性的作用；加入鹽酸調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液，可以制備得到立方塊狀的錫酸鈣，對其氣敏性質(zhì)測定表明，立方塊狀的產(chǎn)品對1000ppm的乙醇有明顯的響應(yīng)。 (b)以錫酸鈉和硝酸鍶為起始反應(yīng)原料，制備了束狀的六羥基錫酸鍶前驅(qū)體，通過煅燒得到同一形貌的錫酸鍶產(chǎn)品?？刂棋a酸鈉溶液的pH值，可以很好的調(diào)