TiO2納米管和WO3納米結(jié)構(gòu)的水熱合成與性質(zhì)研究.pdf

1、金屬氧化物半導(dǎo)體納米材料因其優(yōu)異的磁、光、熱、催化、電性能等，近些年被廣泛用于太陽能電池、儲氫、光催化、傳感器、鋰離子電池、光電材料、納米裝置等領(lǐng)域。科學(xué)人員的研究表明，材料的性能取決于其晶型、形貌、尺寸等。因此合成一定形貌、結(jié)構(gòu)、物相和組成的金屬氧化物半導(dǎo)體納米材料成為近幾年研究的熱點。
　　 功能化離子液體不僅可以作為模板劑、溶劑，還可以作為反應(yīng)物參加反應(yīng)，近年來已廣泛用于無機納米材料的合成。
　　 本論文的主要內(nèi)容

2、包括如下幾點：
　　 1.首次使用堿性離子液體[Bmim]OH輔助合成偏鈦酸納米管，焙燒偏鈦酸納米管得到銳鈦礦TiO2納米管。反應(yīng)體系通過調(diào)節(jié)[Bmim]OH和NaOH的比例、水熱溫度和焙燒溫度等實驗參數(shù)，成功合成熱穩(wěn)定性高的銳鈦礦TiO2納米管。在反應(yīng)過程中，[Bmim]+吸附在偏鈦酸HxTi2-x/4□x/4O4·H2O(x～0.7，□代表空位)的(110)面，焙燒時偏鈦酸分解，偏鈦酸層間脫水，通過拓撲過程轉(zhuǎn)變成銳鈦礦TiO

3、2納米管，470℃焙燒得到的銳鈦礦TiO2納米管中仍含有部分未分解[Bmim]+，此時[Bmim]+吸附在銳鈦礦的(101)面，但是繼續(xù)升高焙燒溫度，[Bmim]+分解加劇，納米管不能繼續(xù)保持管狀結(jié)構(gòu)，坍塌成納米棒和納米顆粒。在整個過程中，[Bmim]OH加強了納米管的熱穩(wěn)定性。并將銳鈦礦TiO2納米管用于紫外催化對氯苯酚，光催化性能優(yōu)異。
　　 2.通過調(diào)節(jié)HNO3用量，水熱溫度，水熱時間等實驗參數(shù)，合成了WO3納米結(jié)構(gòu)，WO

4、3·H2O和WO3混合相的納米結(jié)構(gòu)。HNO3用量影響產(chǎn)物的形貌和物相結(jié)晶度。實驗中合成WO3·H2O可以通過拓撲轉(zhuǎn)變，脫水縮合成WO3。
　　 將實驗合成的WO3納米片用于氣敏元件，發(fā)現(xiàn)對丙酮有顯著的選擇性，而且在240℃的工作溫度下，對100 ppm的丙酮的靈敏度為34.3，300℃工作溫度時對100 ppm的丙酮靈敏度達到359.8，說明樣品對丙酮氣敏元件的廣闊應(yīng)用前景。
　　 3.在保證Zn源，Sn源和OH的摩爾比