PbTiO3納米結構及其復合材料的濕化學制備、微結構與光催化性能研究.pdf

1、單晶鐵電納米結構的可控制備、表面與界面物理化學性能的研究已成為功能納米材料領域的熱點方向之一。鈦酸鉛是典型的鈣鈦礦鐵電氧化物，研究其單晶納米結構的可控制備與尺寸效應對于理解納米尺寸的鐵電性、拓展納米鐵電材料的功能與應用具有重要的科學意義。本文采用水熱法成功制備了不同形貌的鈦酸鉛納米結構，結合XRD、TEM等微結構分析研究了不同形貌鈦酸鉛納米結構的成核-生長機制，探討了堿濃度調制的生長機制轉變。另一方面，論文采用具有單疇結構的鈦酸鉛納米片

2、為基底，制備了具有選擇性光沉積行為的Ag2O/PbTiO3等復合材料，研究了其光沉積機理和光催化性能，取得了以下創(chuàng)新性成果:
　　(1)對比分析不同礦化劑濃度下鈦酸鉛納米粒子隨水熱時間產(chǎn)物的變化得到:當堿濃度較低(1～2g)時，以鉛氧化物中間態(tài)為成核位，發(fā)生非均相成核，然后通過奧斯瓦爾德熟化(OR)形成粒徑在100～150nm的近立方狀鈣鈦礦型鈦酸鉛納米顆粒。隨著堿濃度的增加(3g)，快速形成大量近立方狀鈣鈦礦型鈦酸鉛納米顆粒，其

3、中一部分納米顆粒自組裝(OA)成片狀結構，融合形成厚度為100～150nm，平均邊長為359nm的鈣鈦礦型鈦酸鉛納米片。當氫氧化鈉濃度進一步增大(4～5g)時，鉛氧化物片狀結構作為模板，前驅體分解形成的二氧化鈦納米粒子通過原位異質成核，形成鈦酸鉛薄片狀結構，薄片通過自組裝疊加(OA)形成厚度為150～250nm，邊長為400～1500nm的鈦酸鉛納米片。
　　(2)用波長大于420nm的氙燈照射，氧化銀納米顆粒選擇性地沉積在鈦酸鉛

4、納米片的正極化面上。大量實驗研究表明其可能的沉積機理是可見光照下，鈦酸鉛納米片表面產(chǎn)生電子空穴對，在鈦酸鉛納米片的鐵電自發(fā)極化作用下，光生電子被聚集在納米片的正極化面，銀離子捕獲電子形成銀納米晶;同時，氧氣被證明在硝酸銀存在時可以溢出，說明光照過程中溶解氧濃度達到過飽和，由于氧氣的電負性大于銀，而且氧氣形成超氧自由基的電勢比銀離子形成銀的電勢更正，所以氧氣和中間態(tài)氧化基團可能將銀納米晶氧化成氧化銀。另外，如果光照前首先形成銀與氨水的絡合