溶劑熱合成新型功能納米材料及其光催化、電性能研究.pdf

1、借助于納米材料的小尺寸效應、表面效應、宏觀量子隧道效應和量子尺寸效應等納米效應，納米材料在力學、磁學、電學、熱學、光學和催化等領域的都取得了突破性的進展，這也同時促進了納米材料的廣泛應用。然而目前合成功能納米線的方法包括固相法、液相法和氣相法。但是目前所普遍采用的制備方法仍存在工藝復雜、制備成本高、材料比表面積小，形貌不可調(diào)控等缺點，針對現(xiàn)有合成技術所存在的缺陷和理論上的空缺，本篇論文主要圍繞探索新穎簡單的制備方法來開發(fā)新型功能納米材料

2、，將這些功能納米材料應用于緩解環(huán)境及能源危機，并結合現(xiàn)代科學表征手段，對實驗數(shù)據(jù)、結果進行合理分析，并提出一些新的科學概念及預想。本論文主要開展了以下幾部分工作:
　　 1、離子液體輔助合成BiOBr花球及在污水處理中的應用
　　 通過離子液體輔助醇熱法簡單快速地制備了BiOBr花球，此方法具有操作簡便、產(chǎn)物形貌均一、產(chǎn)率高等優(yōu)點，通過XRD，SEM，SAED，EXD等方法對BiOBr花球的形貌和組成進行了表征，研究了B

3、iOBr催化劑對有機染料MB及重金屬離子Cr(Ⅵ)的吸附性能和吸附模式，另外，該催化劑在可見光照射下表現(xiàn)出很好的殺菌效果，并重點研究了其形貌結構對催化劑活性的影響。
　　 2、微波離子熱合成CNTs-TiO2復合材料及其應用于含Cr(Ⅵ)污水的處理
　　 采用微波輔助離子熱合成法快速高效制得了多孔單晶氧化鈦附著在碳納米管上的復合材料，其單晶氧化鈦顆粒大小為50 nm左右，通過調(diào)節(jié)反應時間可以控制氧化鈦{001}面的暴露率

4、。我們還著重研究了氧化鈦不同晶面暴露({001}、{101}面）對Cr(VI)去除效率的影響。結果顯示，CNTs-TiO2復合材料對Cr(Ⅵ)的還原效率要明顯高于商業(yè)化P25，而且表現(xiàn)出很好的穩(wěn)定性，可很好的重復使用。同時，考察了碳納米管在TiO2光還原Cr(Ⅵ)過程中的重要作用。
　　 3、微波合成{001}和{010}高能面暴露的立方塊TiO2單晶及其催化性能研究
　　 采用微波輔助離子熱合成法快速高效首次合成{00

5、1}和{010}高能面暴露的立方塊六面體TiO2單晶，通過原位引入十二烷基苯磺酸鈉作為分散劑，使得立方塊TiO2單晶更加均勻分散。采用FESEM、XRD、TEM、PL等測試手段，對產(chǎn)物形貌和晶體結構進行了表征，并重點研究了{001}和{010}高能面對催化結果的影響。結果顯示{001}和{010}高能面暴露的立方塊TiO2單晶在對RhB的降解和光催化制氫的效果都要優(yōu)于{001}面和{101}面暴露的十面體TiO2。
　　 4、超

6、長銅納米線的合成及在透明導電材料中的應用
　　 我們通過溶劑熱的方法合成了超長單晶銅納米線，這種合成方法反應條件溫和、簡單易行。通過FESEM、TEM、XRD等對銅納米線進行形貌、晶體結構表征。FESEM結果顯示銅納米線的平均直徑約為78 nm，長度約為300～500μm。TEM結果顯示，銅納米線是沿[011]方向生長的單晶銅納米線;通過對反應時間的控制，研究了銅納米線的生長機理。制備的銅納米線通過攪拌和短暫的超聲便可均勻地分散

7、在甲苯等有機溶劑中，形成銅納米線墨水。使用真空過濾方法，可以在玻璃襯底上形成均勻的銅納米線導電薄膜，然后經(jīng)過氫氣氣氛退火處理后獲得的透明導電薄膜性能可與ITO媲美，在透光率為80-90％時，方塊電阻值為20-90Ω/sq。
　　 5、微波離子熱合成高熱穩(wěn)定多孔單晶TiO2及其鋰電性能研究
　　 采用微波輔助離子熱合成法快速高效制得了具有高結晶度、高熱穩(wěn)定性多孔單晶氧化鈦，其中離子液體作為結構導向劑及{001}晶面腐蝕劑，