新型功能納米材料制備及X射線吸收譜學研究.pdf

1、近年來，隨著新型功能納米材料在電學、磁學、光學以及催化領域的重要應用，對于新型功能納米材料的制備調控并實現(xiàn)可控化生長，日益引起人們的不斷重視和興趣。同步輻射具有亮度高、波長連續(xù)可調等許多優(yōu)異特性。作為一種重要的研究手段，基于同步輻射的X射線吸收譜在解析材料的局域結構信息及電子結構信息等方面發(fā)揮了不可替代的重要作用。在本論文中，我們通過化學合成法成功制備出具有典型結構和奇特性能的新型功能納米材料，并利用基于同步輻射的X射線吸收譜學結合常規(guī)

2、表征手段對稀土納米材料和Cu-Pt納米顆粒這兩種新型功能納米材料的結構和電子信息進行了研究和分析，并得到了一定的研究成果。
　　 氫氧化釤，作為一種重要的稀土材料，在電學，光學及催化方面均有重要的應用。在本論文中，我們首先使用油酸作為表面活性劑，通過水熱法合成不同形貌的Sm(OH)3納米晶體，并且通過X射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)、電子自旋共振(EPR)、X射線吸收譜(XAS)

3、、超導量子干涉(SQUID)對樣品進行了系統(tǒng)的測試和表征，發(fā)現(xiàn)通過改變表面活性劑的比例，可以控制氫氧化釤納米晶體的結晶性及形貌。進一步研究發(fā)現(xiàn)，形貌為納米圓片的氫氧化釤晶體顯示弱鐵磁性。我們利用X射線吸收譜對磁性來源進行分析，推測出由于表面活性劑的增加，使得氫氧化釤表面產(chǎn)生氫氧空位，從而使電子在5d軌道發(fā)生局域化，進而使得納米圓片表面形成弱鐵磁性。該研究成果具有非常重要的意義，為釤及更多的稀土元素在磁性多功能材料方面的應用提供了新的方向

4、。
　　 同樣，Pt基的金屬合金納米材料由于其潛在的工業(yè)應用也引起了科研領域和工業(yè)領域的廣泛關注。它們?yōu)榱畠r高效的燃料電池催化劑的發(fā)展提供了巨大的可能。許多研究表明，Pt基金屬合金具備卓越的物理及化學性能，這與他們的內(nèi)部結構密切相關。人們通過大量的研究試圖控制Pt基金屬合金納米材料的外部形貌及內(nèi)部原子結構。在這里，我們通過油酸和油銨輔助的熱分解法成功合成了尺寸大小約為1nm的Cu-Pt合金納米顆粒，并通過基于同步輻射的X射線吸收

5、譜對樣品的結構信息進行了詳細的分析。通過研究我們發(fā)現(xiàn)，在Cu-Pt樣品中，Pt以替代位形式在Cu的晶格中存在，并形成具有Cu-Pt化學鍵的空間結構。最后，我們進一步推測出金屬合金中的電荷轉移機制，這一研究為弄清金屬合金體系中金屬原子的空間結構信息提供有力的證據(jù)。
　　 為了進一步了解原位加熱條件下Cu-Pt納米顆粒的內(nèi)部結構變化，我們通過化學法制備出大小為8nm的均勻分布的Cu-Pt核殼結構納米顆粒。此外，我們利用原位加熱方法測