蛇紋石結構納米材料的可控合成與生長機理研究.pdf

1、本文采用水熱法在不同反應條件下合成了系列蛇紋石結構納米材料，探討了不同蛇紋石結構納米材料的生長影響因素。研究了合成蛇紋石結構納米材料的晶體結構、形貌及生長機理?；谏呒y石TO型結構單元層的四面體片和八面體片在平面二維方向上尺寸大小的可調性，采用改變結構單元層中陽離子的大小和配比的方法調控結構層卷曲方向、卷曲半徑。通過離子替代法進行了Fe3+、Ni2+和Cr3+摻雜纖蛇紋石納米管、鎳纖蛇紋石納米管、利蛇紋石結構納米盤和反葉蛇紋石結構納米槽

2、的合成研究。采用XRD、SEM、HTEM、IR等手段對合成各納米材料的結構、形貌進行了分析表征，采用磁測量系統(tǒng)和紫外可見近紅外光譜儀對摻雜納米管的磁滯回線特征和光吸收特征進行分析表征;探討不同離子的替代對合成各蛇紋石結構納米料材的形貌、結構和性能影響。本研究對拓展納米管的制備方法、揭示納米管的形成機制研究方面具有重要的理論意義。
　　在綜述了納米材料的特點、纖蛇紋石的礦物學特征及其人工合成和組裝研究現狀的基礎上，論文主要進行了六方

3、面研究。
　　(1)通過水熱法合成了Mg3[Si2O5](OH)4納米管，研究了溫度、pH值和反應時間對其的晶體生長的影響。研究表明溫度、pH值的升高，反應時間的延長有利于Mg3[Si2O5](OH)4納米管的生長。
　　(2)通過離子替代的方法制備了多種成分纖蛇紋石結構納米管，研究了離子半徑大小對合成納米管形貌、結構和磁性的影響。結果表明通過不同半徑離子的替代可以達到對納米管結構層的調控，獲得了具有室溫鐵磁性納米管。

4、>　　(3)以活性氧化硅和氫氧化鎳為原料，通過水熱法合成了纖蛇紋石結構Ni3[Si2O5](OH)4納米管，研究了溫度、pH值和反應時間對其晶體生長的影響。結果表明溫度、pH值的升高，反應時間的延長有利于Ni3[Si2O5](OH)4納米管的生長。
　　(4)以氧化鍺和氫氧化鎳為原料，通過水熱法合成了利蛇紋石結構Ni3[Ge2O5](OH)4納米盤，研究了pH值和反應時間對其晶體生長的影響。結果表明溫度、pH值的升高有利于Ni3[

5、Ge2O5](OH)4納米盤的生長。
　　(5)以氧化鍺和氫氧化鎳為原料，Be為摻雜離子，在水熱條件下合成了四面體片居外、八面體片居內的反葉蛇紋石結構BexNi3-x[Ge2O5](OH)4納米槽。
　　(6)探討了蛇紋石結構納米管/納米片的可控性生長機理。
　　在文獻已報道的研究工作的基礎上，本論文主要進行了如下創(chuàng)新性的工作:
　　(1)從蛇紋石的地質成因出發(fā)，在水熱條件下合成纖蛇紋石結構納米管的過程中采用分步

6、取樣的方法，研究了纖蛇紋石的晶體生長過程，進一步揭示了纖蛇紋石的生長機理和卷曲特征。
　　(2)采用不同半徑的陽離子Fe3+、Ni2+和Cr3+替代纖蛇紋石八面體層中的陽離子Mg2+可以達到對其卷曲半徑的調控，同時，獲得具有室溫鐵磁性的納米管。
　　(3)通過用鎳完全替代纖蛇紋石八面體層中鎂，人工合成了鎳纖蛇紋石納米管。并對其管徑、管壁厚、晶胞參數等晶體學特征進行了研究。
　　(4)通過水熱的方法合成近六方狀的利蛇紋石