VO-,x-納米材料的水熱合成與電泳沉積研究.pdf

1、釩氧化物(VOx)納米材料具有優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì)，在催化、傳感以及電化學(xué)等眾多領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大。目前，VOx納米材料的制備與應(yīng)用研究已成為當(dāng)今材料研究領(lǐng)域的新熱點(diǎn)。因此，VOx納米材料不同制備方法及其機(jī)制的探索具有重要意義。 本論文采用水熱合成和電泳沉積兩種方法成功制備了VOx納米材料，系統(tǒng)研究了VOx納米材料的形貌、結(jié)構(gòu)和生長機(jī)制，探索VOx納米材料的可控合成工藝。主要內(nèi)容與結(jié)果如下： 1.采用V2O5·nH2O溶膠

2、作為前驅(qū)物，成功水熱合成出納米管和納米花等VOx納米材料。水熱處理時(shí)間在1天-5天內(nèi)可以獲得層狀結(jié)構(gòu)的VOx納米管。VOx納米管外徑約80-130nm，內(nèi)徑約10-50nm，管壁層間距約為3nm；管壁具有V7O16晶體結(jié)構(gòu)。適當(dāng)延長水熱時(shí)間(6天-7天)會(huì)破壞納米管的結(jié)構(gòu)，并伴隨有納米帶和納米花等VO2納米材料的生成。 2.系統(tǒng)研究了VOx納米管的結(jié)構(gòu)及其水熱合成機(jī)制。對(duì)比V2O5·nH2O凝膠與VOx納米管結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，VOx納米

3、管壁內(nèi)原子的排布發(fā)生了較大的變化，這是水熱合成的特殊條件所致。通過對(duì)VOx納米管的水熱合成機(jī)制和VOx納米材料形貌和結(jié)構(gòu)的衍變機(jī)制系統(tǒng)分析我們得出，質(zhì)子化的有機(jī)長鏈胺分子和一定量V4+的產(chǎn)生是納米管形成和生長的重要因素。 3.采用NH4VO3的乙醇溶膠作為前驅(qū)物，在不同條件(電壓，溶膠濃度，硝酸濃度以及電極)下進(jìn)行電泳沉積實(shí)驗(yàn)，并討論其沉積機(jī)制。我們推斷該電泳沉積的理想沉積參數(shù)應(yīng)該是：電壓為30-40V，溶膠濃度為0.01M，硝