過渡金屬氧化物納米陣列的設(shè)計合成與性能研究.pdf

1、隨著納米科學的發(fā)展，以特定形貌一維納米材料為基本單元，通過物理或化學方法在兩維或三維空間構(gòu)筑納米體系，可以得到多種新穎的納米結(jié)構(gòu)，包括納米陣列、多級結(jié)構(gòu)等等。以這些新穎納米結(jié)構(gòu)為橋梁，進一步構(gòu)建具有功能性的納米器件，將為納米材料開辟更廣闊的應(yīng)用前景。本文圍繞著過渡金屬氧化物納米陣列主要開展了兩方面的工作，一是通過系統(tǒng)研究CeVO4納米晶的生長演變過程，發(fā)展了一種普適的稀土釩酸鹽納米棒陣列的制備方法;二是研究了負載金的氫氧化鈷納米陣列的控

2、制合成及其催化性能，主要工作及結(jié)果如下:
　　 1、采用EDTA輔助的水熱合成方法，詳細研究CeVO4納米晶的演變過程，研究了多種反應(yīng)參數(shù)如EDTA/Ce3+的比例，反應(yīng)物濃度，溶液pH值，水熱溫度和反應(yīng)時間的影響，以求發(fā)展一種普適的稀土釩酸鹽納米陣列的制備方法。研究發(fā)現(xiàn)，Ce3+/EDTA摩爾比對于納米晶形貌控制合成具有很強的調(diào)控作用，EDTA的加入量從0逐漸增加到4mmol，我們分別制得釩酸鈰納米顆粒、納米棒、納米陣列以及束

3、狀和花椰菜狀納米晶?；贓DTA在釩酸鈰納米晶生長過程中的重要作用，提出了釩酸鈰納米結(jié)構(gòu)可能的形成機理。在CeVO4納米陣列合成方法的研究基礎(chǔ)上，將方法擴展到整個鑭系元素。通過調(diào)控反應(yīng)條件，得到了系列LnVO4納米棒組裝體的最佳合成參數(shù)。研究結(jié)果表明，鑭系輕稀土元素(La-Gd)都可自組裝形成納米陣列，但組裝面積有很大不同。鑭、鈰和鐠三種稀土釩酸鹽納米棒形成了大面積layer-by-layer的多層納米陣列自組裝體。隨著稀土離子半徑的減

4、小，鑭系元素與EDTA的絡(luò)合穩(wěn)定常數(shù)增大。釹、釤、銪、釓四種稀土釩酸鹽納米棒也形成了納米陣列，但納米陣列面積要小許多;而對于重稀土元素(Tb-Lu)則難以自組裝成為納米陣列。我們對于這一系列現(xiàn)象的形成原因進行了探討。同時研究了稀土離子摻雜的稀土釩酸鹽納米陣列的熒光性能。
　　 2、采用水熱法在鎳基底上合成了多種Co(OH)2納米陣列，通過沉積沉淀法，以NaBH4為還原劑原位還原氯金酸得到Au/Co(OH)2納米陣列催化劑。其中金

5、顆粒尺寸粒徑分布較窄，大小在3-5 nm左右。以對氨基苯酚的還原反應(yīng)作為探針反應(yīng)對Au/Co(OH)2納米陣列的催化活性進行了研究，Au/Co(OH)2納米陣列表現(xiàn)出了很好的催化活性，反應(yīng)速率為30.8 s-1g-1，并且具有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性能，反應(yīng)速率在反應(yīng)六次后基本保持不變。此外，將參與催化反應(yīng)的反應(yīng)物用量加大至文獻報道的最多用量的5倍，Au/Co(OH)2納米陣列仍能保持其催化反應(yīng)速率，這將為Au/Co(OH)2納米陣列結(jié)構(gòu)化催化