熔鹽法控制金屬氧化物微納米晶體極性面裸露及產(chǎn)物性質(zhì)的研究.pdf

1、納米材料以其獨特的物理、化學性質(zhì)，在近年來成為了全世界科學家關(guān)注的熱點，納米材料的性質(zhì)受其尺寸、形貌、結(jié)構(gòu)、組成以及結(jié)晶狀況等因素的影響。在對納米材料尺寸控制方法日趨完善的今天，如何通過控制晶體裸露表面來調(diào)控納米材料的性質(zhì)成為現(xiàn)階段進一步獲得新型功能材料的另一重要手段。對微小顆粒裸露表面的控制不能使用針對宏觀晶體的切割、打磨等手段，而只能通過控制晶體生長的過程來達到這一目的。本論文針對具有極性晶面的離子晶體，提出了一種控制高能極性晶面裸

2、露生長，得到具有特殊性質(zhì)產(chǎn)物的方法—熔鹽法。熔鹽法利用高溫熔鹽中自由離子與晶體極性表面發(fā)生靜電相互作用，降低極性晶面的表面能進而抑制其生長速度，最終使原本快速生長而消失的極性晶面得以裸露。在本論文中，以熔鹽法成功實現(xiàn)了對多種金屬氧化物極性晶面的控制生長，并對產(chǎn)物的性能進行了表征。 利用熔鹽法首先成功得到了全極性面裸露的六棱錐狀以及非c軸生長的枝晶狀纖鋅礦氧化鋅產(chǎn)物，通過電鏡詳細表征了產(chǎn)物裸露表面所屬的極性晶面：六棱錐狀氧化鋅是由

3、{10(1)1}極性晶面構(gòu)成側(cè)面、(000(1))極性面構(gòu)成其底面；枝晶狀氧化鋅是沿〈10(1)(1)〉這一非常規(guī)的方向生長(氧化鋅常規(guī)生長方向為c軸)。與在沒有熔鹽的情況下得到的氧化鋅納米棒相比，表明熔鹽在氧化鋅極性晶面的裸露生長過程中起到了關(guān)鍵作用。氧化鋅六棱錐熒光發(fā)射的測試結(jié)果表明裸露的極性晶面給產(chǎn)物表面帶來大量缺陷，使其可見光區(qū)的發(fā)射增強，并使氧化鋅紫外區(qū)域的本征發(fā)射出現(xiàn)紅移。 其次以氯化鈉(面心立方)結(jié)構(gòu)的氧化鎂作為制

4、備對象，成功制得了全極性面裸露的氧化鎂八面體，八個面全部為(111)極性晶面。對八面體氧化鎂和商品氧化鎂在苯甲醛和苯乙酮發(fā)生的克萊森—施密特醛酮縮合反應(yīng)的催化活性進行了研究，結(jié)果顯示八面體氧化鎂所具有的極性裸露晶面對該反應(yīng)具有極高的催化活性。 進一步以復雜的尖晶石型鐵酸鋅作為制備對象，成功制得了全(111)極性面裸露的八面體顆粒，對其磁學性能的表征結(jié)果顯示產(chǎn)物在室溫下仍具有亞鐵磁性。結(jié)合XRD、ICP原子發(fā)射以及XPS等一系列表

5、征結(jié)果，我們得出初步結(jié)論：所得到的尖晶石型含鋅鐵氧體產(chǎn)物中鋅離子遠低于鐵酸鋅化學計量比，其結(jié)構(gòu)以γ-Fe2O3為結(jié)構(gòu)框架，鋅離子取代其中空位或鐵離子，這使微米尺寸的產(chǎn)物不同于常規(guī)反鐵磁性的鐵酸鋅，在室溫下仍具有亞鐵磁性。利用熔鹽法，還制備得到了極性面裸露的四氧化三鈷、氧化鎳和氧化鎘，對這些產(chǎn)物的表征結(jié)果表明熔鹽法對極性面都實現(xiàn)了很好的控制；通過對熔鹽法的拓展，利用高濃度鹽的水熱反應(yīng)制備得到了六棱錐狀的硫化鎘。 在文章的最后，提出