非水體系中氧化物納米粒子及納米結(jié)構(gòu)材料的控制合成與生長(zhǎng)機(jī)制的研究.pdf

1、山東大學(xué)博士學(xué)位論文非水體系中氧化物納米粒子及納米結(jié)構(gòu)材料的控制合成與生長(zhǎng)機(jī)制的研究姓名：何濤申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專(zhuān)業(yè)：無(wú)機(jī)化學(xué)指導(dǎo)教師：陳代榮20050408非水體系中氧化物納米粒子及納米結(jié)構(gòu)材料的控制合成與生長(zhǎng)機(jī)制的研究摘要本論文主要探討利用溶液化學(xué)法進(jìn)行無(wú)機(jī)氧化物納米粒子，納米晶的控制合成以及多級(jí)納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，內(nèi)容涉及新前驅(qū)物的合成，對(duì)納米晶成核、生長(zhǎng)具有可控機(jī)制的新反應(yīng)路線的設(shè)計(jì)，納米晶、納米粒子尺寸、形貌和分散性控制機(jī)制的研究

2、，以及利用零維納米粒子為結(jié)構(gòu)單元組裝新穎多級(jí)納米結(jié)構(gòu)的初步嘗試，旨在尋找對(duì)納米粒子，納米晶進(jìn)行尺寸、形貌和分散性等方面控制合成以及多級(jí)納米結(jié)構(gòu)構(gòu)建更加有效的手段和途徑。1 ．新前驅(qū)物的合成將c o ( N 0 3 ) 2 “ 6 H 2 0 溶解于正己醇中，在減壓蒸餾的情況下利用分子篩除去體系中的水，得到油溶性醇取代的中間產(chǎn)物。元素分析測(cè)得中間產(chǎn)物組成為c o ( N 0 3 ) r 7 C 6 H 1 3 0 H ，紫外．可見(jiàn)吸收光譜

3、表征中間產(chǎn)物中二價(jià)鈷離子仍然保持六配位，紅外光譜、氫核磁共振表征醇分子和硝酸根同時(shí)參與配位，紅外光譜表征同時(shí)證明中間產(chǎn)物中已不含水分子，X ．r a y 粉末衍射表征中間產(chǎn)物具有特征的層狀結(jié)構(gòu)。利用此中間產(chǎn)物在正辛醇中熱分解得到單分散5 n m C 0 3 0 4 納米晶以及尺寸可以控制的球形納米聚集體粒子。中間產(chǎn)物的熱分解反應(yīng)機(jī)制通過(guò)液相色譜／質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行分析。產(chǎn)物的尺寸以及顆粒粒度分布通過(guò)透射電子顯微鏡表征。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)控制納米粒子

4、尺寸的有效手段是向反應(yīng)體系中定量地加入水。熱重。熱重／質(zhì)譜聯(lián)用，紅外光譜分析證明尺寸控制機(jī)制在于氧化物納米晶表面羥基的粘合劑作用。聚集體納米粒子的微結(jié)構(gòu)通過(guò)高分辨透射電子顯微鏡和選區(qū)電子衍射技術(shù)進(jìn)行表征，顯示單個(gè)納米粒子為5 n m C 0 3 0 4 納米晶定向聚集而成，低X - r a y 粉末衍射證明納米聚集體具有有序孔結(jié)構(gòu)，高分辨透射電子顯微鏡表征顯示孔的形成源于納米晶的定向聚集。定向聚集過(guò)程中表面羥基的粘合劑效應(yīng)以及納米晶表面