不同形貌納米四氧化三鈷的液相合成表征及性能研究.pdf

1、Co3O4具有尖晶石晶體結(jié)構(gòu),是一種重要的磁性材料、p-型半導(dǎo)體,具有廣泛的應(yīng)用前景。從理論研究和應(yīng)用方面來說,其簡單溫和的制備技術(shù)及形貌性能調(diào)控都是值得研究的重要課題。目前為止,液相沉淀法在無機(jī)納米晶的合成及尺寸、形貌、分散性控制等方面都己經(jīng)具有了一定的理論性指導(dǎo)和豐富的經(jīng)驗,取得了比其他方法更為顯著的進(jìn)展。
　　本文采用開放體系中的綠色合成方法成功制備出了Co3O4納米材料,獲得了系列具有不同特征參數(shù)和應(yīng)用特性的納米材料,并對

2、各個體系的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了研究。本論文研究的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)包括以下幾個方面:
　　首先,通過鈷離子在乙二醇存在的條件下,與碳酸鈉生成一維的堿式碳酸鈷前驅(qū)體,再用雙氧水將其氧化得到了直徑10nm,長度120nm左右的Co3O4納米短棒。我們通過對各個反應(yīng)條件的考查,探尋了此形貌形成的機(jī)理。對所得的樣品測試了在不同溶劑中的懸浮穩(wěn)定性,并用所得樣品對染料羅丹明B進(jìn)行降解,通過觀察羅丹明B溶液的UV-Vis吸收光譜的變化,探索Co3O4納

3、米短棒對羅丹明B的降解作用。
　　其次,在堿性條件下將Co2+直接沉淀生成Co(OH),2并將其氧化生成Co3O4。我們在體系中加入丁二酸,通過丁二酸與Co2+絡(luò)合并控制絡(luò)合物水解速度來控制產(chǎn)物的形貌?？疾榱硕《崤c氫氧化鈉的用量,體系的pH,加入方式等條件,進(jìn)而研究了作用方式。我們還嘗試用其他的方法合成了片狀的納米Co3O4。樣品在不同溶劑中的懸浮穩(wěn)定性同樣進(jìn)行了考查,也對羅丹明B染料進(jìn)行了降解實驗。
　　最后,在室溫水相

4、中合成了Co3O4納米粒子,在此反應(yīng)過程中,并沒有生成前驅(qū)體,而是在富含雙氧水的醋酸然鈷深液中加入氫氧化鈉,直接氧化Co2+得到Co3O4納米粒子。考查了反應(yīng)時間,表面活性劑,堿的用量,濃度等條件,發(fā)現(xiàn)PVP(聚乙烯吡咯烷酮)做表面活性劑最為合適,而堿的用量及濃度對體系的影響也很大。由于Co3O4納米粒子的尺寸很小,所以在不同的溶劑中都比較穩(wěn)定,但是對羅丹明B的降解方面沒有其他形貌的效果好。
　　通過本論文的研究,用簡單的液相法得