自組裝法制備金屬氧化物納米結(jié)構(gòu)及其性能研究.pdf

1、分類號：密級：研究生學(xué)位論文論文題目(中文)自組裝法制備自組裝法制備金屬氧化物納米金屬氧化物納米結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)及其性能研究及其性能研究論文題目(外文)Studyofthepreparationpropertiesofmetaloxidenanostructuresbyselfassemblymethod研究生姓名楊嬌楊嬌學(xué)科、專業(yè)材料科學(xué)與工程、材料物理與化學(xué)材料科學(xué)與工程、材料物理與化學(xué)研究方向光催化、鋰電光催化、鋰電學(xué)位級別博士導(dǎo)師姓名、

2、職稱高美珍高美珍教授教授論文工作起止年月2014年9月至月至2017年5月論文提交日期2017年5月論文答辯日期2017年5月學(xué)位授予日期校址：甘肅省蘭州市蘭州大學(xué)博士學(xué)位論文自組裝法制備金屬氧化物納米結(jié)構(gòu)及其性能研究I自組裝法制備自組裝法制備金屬氧化物納米金屬氧化物納米結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)及其性能研究及其性能研究摘要基于石墨烯材料所表現(xiàn)出的獨(dú)特性質(zhì)，近些年，人們對二維(2D)結(jié)構(gòu)金屬氧化物的專注也越來越高。通過層狀材料剝離得到的各種各樣的金屬氧化

3、物(MoO3、WO3、V2O5)已經(jīng)在電學(xué)、光學(xué)、電化學(xué)等領(lǐng)域表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，最新研究表明，由下而上的分子自組裝法可以合成大部分的高質(zhì)量的金屬氧化物2D結(jié)構(gòu)，如(ZnO、TiO2、Co3O4、Fe2O3等)，且合成過程并不受主體材料的限制。然而，對于這種方法合成的具有納米結(jié)構(gòu)金屬氧化物材料的研究目前并未見太多系統(tǒng)和深入的報道。因此，本論文選擇了功能化應(yīng)用比較廣泛的金屬氧化物：TiO2、Co3O4和ZnO，詳細(xì)探究了這幾種自組裝納米結(jié)構(gòu)

4、的合成方法，并對其在光催化、光探測以及鋰離子電池應(yīng)用方面的性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。本論文的主要工作內(nèi)容和結(jié)果如下：1.自組裝法制備自組裝法制備TiO2納米片納米片及性能研究及性能研究利用表面活性劑分子自組裝法，通過合理控制表面活性劑P123的濃度、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度，成功制備出均勻分散的高質(zhì)量的TiO2納米片，納米片尺寸大約在200nm，厚度主要分布在17nm范圍。XRD結(jié)果顯示TiO2納米片由銳鈦礦和金紅石兩相組成，通過分析納米片表面化學(xué)

5、態(tài)，發(fā)現(xiàn)，由于2D納米片呈現(xiàn)出極大的晶格畸變并伴隨大量化學(xué)鍵的形成、斷裂、扭曲，使得電子密度重新分配，導(dǎo)致2DTiO2納米片中Ti原子化學(xué)態(tài)降低，由于納米片具有極小的尺寸使它表現(xiàn)出量子尺寸效應(yīng)，禁帶寬度增加。此外，深入研究了2D結(jié)構(gòu)TiO2納米片在紫外光下降解有機(jī)染料的能力、對紫外光的響應(yīng)能力、作為鋰離子電池負(fù)極材料的電化學(xué)性能以及熱穩(wěn)定性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：1.經(jīng)500℃退火處理得到的TiO2納米片在紫外光下對羅丹明B有最好的催化能力，