形貌可控的氧化銅納米結(jié)構(gòu)的制備和性能研究.pdf

1、本論文利用簡單的沉積法制備了形貌可控的氧化銅納米結(jié)構(gòu)并且對部分氧化銅納米結(jié)構(gòu)對碳纖維催化生長的性能做了初步探討。通過XRD,SEM等測試方法對產(chǎn)物進(jìn)行了表征分析,初步推測和探索了氧化銅納米結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理。研究的主要內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　一、利用簡單的沉淀法,用乙酸銅、氫氧化鈉和鉬酸鈉作為原料合成了具有單斜晶型多枝狀氧化銅納米結(jié)構(gòu),并對產(chǎn)物的組成、結(jié)構(gòu)以及形貌進(jìn)行研究。研究發(fā)現(xiàn):該方法制得的多枝狀結(jié)構(gòu)由1μm左右的主干和幾百納米的分

2、枝組成。當(dāng)鉬酸鈉的加入量達(dá)到1.92 g時,開始形成多枝狀結(jié)構(gòu)。鉬酸鈉的加入量增加,有利于多枝狀結(jié)構(gòu)的形成。而當(dāng)氫氧化鈉的加入量多于0.08 g時,只能形成片狀結(jié)構(gòu)。初步分析認(rèn)為多枝狀結(jié)構(gòu)的形成是基于陰離子對晶體生長的誘導(dǎo)作用。
　　二、加入PVP作為表面活性劑的情況下,用乙酸銅、氫氧化鈉和鉬酸鈉為原料,利用沉淀法合成了星狀或者雪花狀的氧化銅納米結(jié)構(gòu)。這種星狀結(jié)構(gòu)由類似于多枝狀結(jié)構(gòu)的骨架和薄片狀結(jié)構(gòu)連接構(gòu)成。研究發(fā)現(xiàn):多枝狀骨架的

3、形成與鉬酸鈉的加入量關(guān)系密切,而薄片狀結(jié)構(gòu)的形成與PVP的加入量密切相關(guān)。當(dāng)體系中加入較大量的氫氧化鈉時,只能生成片狀結(jié)構(gòu)。
　　三、在沒有任何添加劑的情況下,只利用乙酸銅和氫氧化鈉為原料合成了梭形和片狀的氧化銅納米結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn):氧化銅納米結(jié)構(gòu)的形貌與氫氧化鈉的加入量密切相關(guān)。較低的氫氧化鈉的加入量有利于梭形結(jié)構(gòu)形成,反之則有利于片狀結(jié)構(gòu)的形成。
　　四、研究了加入鎢酸鈉,硫酸鈉和氯化鈉作為無機(jī)鹽添加劑時,利用乙酸銅和氫氧

4、化鈉通過類似的沉淀法制備出的產(chǎn)物的組成、結(jié)構(gòu)以及形貌。研究發(fā)現(xiàn):鎢酸鈉對產(chǎn)物形貌的影響類似于鉬酸鈉,但是會引入組成未知的雜質(zhì)。利用硫酸鈉控制產(chǎn)物的形貌往往會引入大量片狀Cu4SO4(OH)6。通過大量加入氯化鈉,可以得到較小的納米顆粒。
　　五、利用催化化學(xué)氣相沉積法,通過使用利用不同量鉬酸鈉制備的不同形貌的氧化銅納米結(jié)構(gòu)作為催化劑,合成了外觀不同的納米碳纖維。利用多枝狀氧化銅會產(chǎn)生多根碳纖維從一個催化劑顆粒上長出的情況,且產(chǎn)出投