Ag@C納米電纜及其復合材料的合成與性質(zhì)研究.pdf

1、最近幾年，納米材料尤其是一維結(jié)構(gòu)納米材料，比如納米棒、納米管、納米線等，由于其獨特的形貌，特殊尺寸性質(zhì)和光電性質(zhì)以及在催化中誘人的應用前景，而成為一個研究熱點。一維納米材料重要的理論意義和潛在的廣泛應用前景使其成為物理、化學、材料等諸多學科領(lǐng)域的研究前沿。發(fā)展制備一維納米材料的新方法，開拓新的體系是一個十分重要的研究課題。通過簡單的合成方法，可控合成一維結(jié)構(gòu)納米材料一直是研究的熱點。水熱法是一種基于溶液的化學合成方法，是一種有效而方便的

2、合成納米材料途徑。此方法高效方便，不需要惰性氛圍和昂貴的設(shè)備。已經(jīng)被廣泛的用來合成一維結(jié)構(gòu)納米材料，沸石和陶瓷材料等。這是控制粒子大小，尺寸分布和材料形貌的最有前途的方法之一。
　　 本文旨在用一種溫和的水熱法反應制備Ag@C納米電纜，優(yōu)化實驗條件，探討其形成機理，并制備了Ag@C/CeO2的復合光催化劑，近年來，隨著世界范圍內(nèi)環(huán)境問題的日益嚴重，半導體多相光催化反應在環(huán)境保保護中的應用己引起了廣泛的重視。詳細內(nèi)容歸納如下：

3、r>　　 一、我們通過硫酸的輔助作用和溫和的水熱法生長一種以銀線為核、碳層為殼的Ag@C納米電纜，實驗中不需要加入任何的表面活性劑。在實驗中我們系統(tǒng)的研究了溫度和硫酸的濃度對實驗的影響，并探討出制備超長、高產(chǎn)的Ag@C納米電纜的最佳條件并提出了合成Ag@C納米電纜可能的形成機理。在水熱試驗中，丙三醇可以作為還原劑和碳源，而硫酸不僅可以幫助丙三醇碳化并且可以輔助銀線的生長。并通過XRD，掃描顯微鏡，透射顯微鏡和高倍透射顯微鏡，熱重，紅外

4、，紫外和磁分析對樣品的形貌和結(jié)構(gòu)以及性能進行表征，測試發(fā)現(xiàn)在室溫下Ag@C納米電纜具有較好的鐵磁性能。這種綠色，不加表面活性劑可用于未來合成并功能化碳納米材料
　　 二、用乙二醇代替丙三醇同樣用水熱合成法合成以銀線為核碳層為殼的Ag@C納米電纜，詳細考察了水熱反應過程中溫度對產(chǎn)物形貌的影響，探討其形成的機理。利用X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、紫外一可見光光譜儀、拉曼光譜等手段對一維Ag@C納米電纜進行了表征和分析

5、。XRD測試結(jié)果表明所得到的產(chǎn)物是面心立方相結(jié)構(gòu)的銀。SEM和TEM測試結(jié)果表明，所得的一維Ag@C納米電纜長度在幾十微米，直徑在90nm左右，產(chǎn)品為單晶。UV-VIS研究表明一維Ag@C納米電纜的強吸收發(fā)生在405nm處。乙二醇作為還原劑，制備的一維Ag@C納米電纜形貌完整，均一性最好。
　　 三、稀土氧化物具有多晶型，強吸附性與穩(wěn)定性等特點，并且在我國具有較大的儲存量，CeO2作為n型半導體，其光吸收閾值約為420nm，高于

6、目前最常用的半導體材料TiO2的同時，其晶格O2-離子較易缺失，導致CeO2晶體中的電子濃度較高，使其受到光激發(fā)時具有較快的界面電子傳遞反應，加上其優(yōu)異的吸附氧與釋放氧性能大大降低了光生電子和空穴易復合幾率，使其可能具有良好的光催化性能本章以稀土鹽Ce(NO3)3·6H2O為原料，用水熱法制備了Ag@C/CeO2復合化合物，并在亞甲基藍溶液中進行光催化降解實驗證明Ag@C/CeO2復合催化劑，發(fā)現(xiàn)與純的CeO2相比，Ag@C/CeO2具