鈦酸納米纖維的宏觀自組裝研究.pdf

1、鈦酸鹽納米纖維宏觀結構是重要的功能無機材料，它具有光能轉換性質、光/電化學催化性質和離子交換性質，并能作為前驅體衍生成TiO2納米纖維。鈦酸鹽納米纖維在水熱環(huán)境中沿著[001]方向擇優(yōu)生長，利用這一點，在微型框架的引導下，能在溶液中得到形態(tài)可控的鈦酸納米纖維結構，并衍生得到同一結構的TiO2納米纖維。本論文據(jù)此得到的主要研究成果總結如下：
　　1.以高壓釜的聚四氟乙烯內(nèi)襯表面獨特的周期性溝道為微框架，一步實現(xiàn)了在溶液中直接生長與組

2、裝鈦酸納米纖維構成的宏觀結構。該方法簡便易行、重復性好，且宏觀結構的形態(tài)高度可控。該方法也有望適用于其它材料體系。所形成的鈦酸納米纖維膜可用于衍生TiO2-A@TiO2-B同軸結構構成的TiO2納米纖維膜（TiO2-A和TiO2-B分別代表銳鈦礦相TiO2和單斜相TiO2）。電學測試顯示，異質結構的TiO2納米纖維表現(xiàn)出獨特的整流特性和長程導電性。制備的鈦酸鹽和二氧化鈦納米纖維網(wǎng)絡在主-客體化學、薄膜光電器件和高效率光催化等方面有著潛在

3、的應用前景。
　　2.利用超飽和度控制鈦酸鹽納米帶完美自組裝成直徑達2~5 cm、厚度在2~15 mm、內(nèi)具三維納米通道的圓片結構。雖然圓片結構由納米帶堆垛而成，納米帶之間沒有強的作用，但納米帶完美的組裝使其具有優(yōu)異的抗壓能力，一片0.185 g重的圓片在15 kg的重量下才會碎裂（8×104倍于自身重量）。圓片結構還具有極高的孔隙率（孔隙度達到97％）和本征的負電性。研究表明所組裝的圓片結構能高效捕獲溶液當中的超細納米粒子、進行