高分散性氧化物納米粒子的制備與應(yīng)用研究.pdf

1、近年來,在溶劑中可再分散的納米粒子由于具有獨特的性質(zhì)而受到廣泛關(guān)注。本論文就提高納米粒子分散性的技術(shù)展開研究,旨在合成納米粒子的過程中,利用水解反應(yīng)生成的副產(chǎn)物為改性劑,吸附在納米粒子表面而實現(xiàn)原位改性,從而在溫和的反應(yīng)條件下得到水溶性TiO2納米粒子、水溶性γ-Fe2O3納米粒子和在水溶液中具有較好分散性的Mn3O4納米粒子。在進一步的研究中,我們利用這些納米粒子制備了PANI/TiO2納米復(fù)合材料、高透明γ-Fe2O3/SiO2凝膠

2、玻璃和Mn3O4納米電極。論文的主要工作歸納如下:
　　(1)采用溶膠凝膠路線,在室溫下水解縮合鈦酸丁酯獲得高水溶性TiO2納米粒子,并制備出高透明度TiO2-SiO2凝膠塊。考察了鈦酸丁酯濃度、HNO3濃度以及水加入量來對產(chǎn)物的結(jié)晶性及分散性的影響,并對反應(yīng)機理進行了探討。
　　(2)將制備出的水溶性二氧化鈦納米粒子再分散于水溶液中形成溶膠,以過硫酸銨為氧化劑聚合苯胺單體形成PANI/TiO2復(fù)合材料。通過XRD、FTIR

3、、UV等表征手段對復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)進行了分析,結(jié)果表明了PANI與TiO2之間通過化學(xué)鍵連接,電化學(xué)測試結(jié)果證實了此復(fù)合材料具有較高的電化學(xué)性能。
　　(3)在150℃和環(huán)氧化物的作用下,[Fe(H2O)4]2+發(fā)生水解縮合反應(yīng)而逐漸形成γ-Fe2O3納米粒子,然后將其溶于正硅酸甲酯水溶液中形成穩(wěn)定膠體溶液,以有機堿嗎啡啉作為催化劑制備出高透明度TiO2-SiO2凝膠玻璃。研究表明,催化劑陽離子的尺寸決定了γ-Fe2O3膠體溶液的穩(wěn)