氧化物納米結(jié)構(gòu)的化學(xué)法制備與表征.pdf

1、自1991年Iijima合成納米碳管以來，納米材料由于其新穎的物理、化學(xué)和生物學(xué)特性以及在納米器件中的潛在用途成為當(dāng)今納米技術(shù)的研究熱點(diǎn)。而納米材料大量、低成本和簡單有效地合成與組裝無論從基礎(chǔ)研究的角度，還是從性能與應(yīng)用的角度來看，都有著特殊重要的意義。 首先利用氧化鋅種子輔助低溫化學(xué)反應(yīng)，合成百克級、直且細(xì)氧化鋅納米棒。研究表明下面幾個因素對氧化鋅納米棒的尺寸和形貌起關(guān)鍵作用：(1)氧化鋅種子與鋅源的摩爾比。當(dāng)氧化鋅種子和鋅源

2、摩爾比為0.03時，得到的是直徑為20nm，長度為800nm的氧化鋅納米棒。而當(dāng)氧化鋅種子和鋅源摩爾比為0.003時，得到是直徑100nm納米棒和200nm納米棒組成的標(biāo)槍狀氧化鋅納米結(jié)構(gòu)；(2)反應(yīng)試劑，如水合硝酸鋅和二乙烯基三胺，反應(yīng)前不會將氧化鋅種子溶解；(3)分散劑，如聚乙烯醇(PVA)，通過空間位阻效應(yīng)控制氧化鋅納米棒的長度。其次利用異質(zhì)形核種子(MnO<,2>或CdS納米顆粒)輔助低溫化學(xué)反應(yīng)對氧化鋅納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行裁剪，獲得傘

3、狀氧化鋅納米結(jié)構(gòu)。 接著利用表面活性劑輔助水熱法成功合成MnOOH納米結(jié)構(gòu)，并利用后續(xù)的熱處理將其轉(zhuǎn)化為MnO<,2>納米結(jié)構(gòu)。研究表明，當(dāng)以十六烷基三甲基溴化銨為表面活性劑時，所得產(chǎn)物為MnOOH納米棒，納米棒的直徑大約在10～50nm，并且通過熱處理將其轉(zhuǎn)化為MnO<,2>納米棒。生長機(jī)理研究表明MnOOH納米棒是由片狀絡(luò)合物卷曲而成。另外采用檸檬酸輔助水熱法及后續(xù)熱處理合成了MnO<,2>圓盤狀納米結(jié)構(gòu)，圓盤的直徑在200

4、nm左右，厚度在10nm左右。進(jìn)一步研究表明CA可以限制納米結(jié)構(gòu)的c軸方向的生長，從而獲得圓盤狀納米結(jié)構(gòu)。 最后利用乙二醇輔助水熱法制備氧化鐵的納米結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)研究了Fe<'3+>和OH<'->的比例、乙二醇的含量、不同堿源以及后續(xù)熱處理對氧化鐵納米結(jié)構(gòu)的影響，同時研究了不用形貌的氧化鐵納米結(jié)構(gòu)對其磁性的影響．研究表明：當(dāng)Fe<'3+>和OH<'->的摩爾比>1:4時，無論有無乙二醇的加入，所得樣品都為六方相的α-Fe2O3納米顆