氧化鋁模板法制備一維無(wú)機(jī)納米材料.pdf

1、一維納米材料具有新奇的電學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)、熱學(xué)和化學(xué)性質(zhì)，在太陽(yáng)能電池、傳感器、催化劑、吸附劑和選擇分離等重要領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。因此，一維納米材料的制備與性能研究在現(xiàn)代材料科學(xué)的研究中具有非常重要的地位，是材料科學(xué)的前沿領(lǐng)域之一。在眾多的制備方法中，氧化鋁模板法已成為制備一維納米材料最為有效的方法之一。多孔氧化鋁模板因具有高孔隙率、耐高溫、絕緣性好、模板容易制備、合成方法簡(jiǎn)單及在模板孔中形成的納米管和納米棒易從孔中分離出來(lái)等特點(diǎn)而倍受

2、人們青睞。本論文旨在利用氧化鋁模板孔道作為微反應(yīng)器，建立室溫下制備納米棒（管）的一種簡(jiǎn)便方法,探究沉淀法制備一維納米材料的條件、結(jié)構(gòu)及性能之間的關(guān)系，為制備新型功能性低維納米材料奠定基礎(chǔ)。
　　1.以氧化鋁膜作為模板，嘗試BaCl2與Na2SO4溶液分別在膜的孔道兩邊通過(guò)室溫下沉淀反應(yīng)制備BaSO4納米管，產(chǎn)物經(jīng)透射電子顯微鏡(TEM)及選區(qū)電子衍射（SAED）、掃描電子顯微鏡（SEM）和X－射線(xiàn)粉末衍射儀（XRD）表征，表明生成

3、了直徑為200－350 nm,長(zhǎng)度為30μm的BaSO4單晶納米管，與氧化鋁膜的孔徑及厚度相符。
　　2.利用氧化鋁膜與經(jīng)5％ H3PO4中35℃下擴(kuò)孔15分鐘的氧化鋁膜作為微反應(yīng)器，用BaCl2與Na2WO4溶液在室溫下反應(yīng)48 h獲得了直徑為200－350 nm及350－450 nm,長(zhǎng)度達(dá)30μm的BaWO4單晶納米棒。經(jīng)透射電子顯微鏡(TEM)及選區(qū)電子衍射（SAED）、掃描電子顯微鏡（SEM）及電子能譜儀（EDX）、X－

4、射線(xiàn)粉末衍射儀（XRD）和拉曼光譜（SRS）表征，結(jié)果表明BaWO4納米棒的直徑可通過(guò)模板的孔徑來(lái)控制，同樣改變反應(yīng)時(shí)間（從48h分別改變?yōu)?8h或12h），都制備了BaWO4納米棒，表明制備BaWO4納米棒的沉積時(shí)間只需12 h。
　　3.嘗試使用氧化鋁膜作為微反應(yīng)器制備稀土鹵化物低維納米材料，LnCl3或Ln(NO3)3與NaF溶液在氧化鋁膜的孔道內(nèi)室溫反應(yīng)可制備稀土氟化物（氟化銪、氟化鑭與氟化鋱）納米管或納米棒。產(chǎn)物經(jīng)X－射

5、線(xiàn)粉末衍射儀（XRD）、透射電子顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微鏡（SEM）及x-射線(xiàn)能譜儀（EDX）和高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）等手段進(jìn)行了表征。通過(guò)改變反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物的濃度探究了合成稀土氟化物的低維納米材料的規(guī)律，結(jié)果發(fā)現(xiàn)反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)(48 h)可得到納米棒，反應(yīng)時(shí)間短（24 h）可得到納米管；同樣反應(yīng)物濃度大（0.05 mol/L）時(shí)得到納米棒，濃度?。?.02 mol/L）時(shí)得到納米管，這表明化學(xué)法沉淀時(shí)也是從氧化鋁膜內(nèi)的