氧化鋁模板法制備一維無機納米材料.pdf

1、一維納米材料具有新奇的電學、光學、磁學、熱學和化學性質(zhì)，在太陽能電池、傳感器、催化劑、吸附劑和選擇分離等重要領域有廣泛的應用前景。因此，一維納米材料的制備與性能研究在現(xiàn)代材料科學的研究中具有非常重要的地位，是材料科學的前沿領域之一。在眾多的制備方法中，氧化鋁模板法已成為制備一維納米材料最為有效的方法之一。多孔氧化鋁模板因具有高孔隙率、耐高溫、絕緣性好、模板容易制備、合成方法簡單及在模板孔中形成的納米管和納米棒易從孔中分離出來等特點而倍受

2、人們青睞。本論文旨在利用氧化鋁模板孔道作為微反應器，建立室溫下制備納米棒（管）的一種簡便方法,探究沉淀法制備一維納米材料的條件、結(jié)構(gòu)及性能之間的關系，為制備新型功能性低維納米材料奠定基礎。
　　1.以氧化鋁膜作為模板，嘗試BaCl2與Na2SO4溶液分別在膜的孔道兩邊通過室溫下沉淀反應制備BaSO4納米管，產(chǎn)物經(jīng)透射電子顯微鏡(TEM)及選區(qū)電子衍射（SAED）、掃描電子顯微鏡（SEM）和X－射線粉末衍射儀（XRD）表征，表明生成

3、了直徑為200－350 nm,長度為30μm的BaSO4單晶納米管，與氧化鋁膜的孔徑及厚度相符。
　　2.利用氧化鋁膜與經(jīng)5％ H3PO4中35℃下擴孔15分鐘的氧化鋁膜作為微反應器，用BaCl2與Na2WO4溶液在室溫下反應48 h獲得了直徑為200－350 nm及350－450 nm,長度達30μm的BaWO4單晶納米棒。經(jīng)透射電子顯微鏡(TEM)及選區(qū)電子衍射（SAED）、掃描電子顯微鏡（SEM）及電子能譜儀（EDX）、X－

4、射線粉末衍射儀（XRD）和拉曼光譜（SRS）表征，結(jié)果表明BaWO4納米棒的直徑可通過模板的孔徑來控制，同樣改變反應時間（從48h分別改變?yōu)?8h或12h），都制備了BaWO4納米棒，表明制備BaWO4納米棒的沉積時間只需12 h。
　　3.嘗試使用氧化鋁膜作為微反應器制備稀土鹵化物低維納米材料，LnCl3或Ln(NO3)3與NaF溶液在氧化鋁膜的孔道內(nèi)室溫反應可制備稀土氟化物（氟化銪、氟化鑭與氟化鋱）納米管或納米棒。產(chǎn)物經(jīng)X－射

5、線粉末衍射儀（XRD）、透射電子顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微鏡（SEM）及x-射線能譜儀（EDX）和高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）等手段進行了表征。通過改變反應時間、反應物的濃度探究了合成稀土氟化物的低維納米材料的規(guī)律，結(jié)果發(fā)現(xiàn)反應時間長(48 h)可得到納米棒，反應時間短（24 h）可得到納米管；同樣反應物濃度大（0.05 mol/L）時得到納米棒，濃度?。?.02 mol/L）時得到納米管，這表明化學法沉淀時也是從氧化鋁膜內(nèi)的