以纖維素為模板制備無(wú)機(jī)納米材料的研究.pdf

1、無(wú)機(jī)納米材料以其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì),在能源、催化、磁性存儲(chǔ)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。無(wú)機(jī)納米材料的制備方法有很多,其中生物模板法是借鑒和利用天然生物結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)制備特殊材料結(jié)構(gòu)的一條綠色、高效、便捷的新途徑,因此近年來(lái)生物模板法一直備受關(guān)注。
　　 纖維素是地球上最豐富的可再生有機(jī)物之一,它是一種多羥基的高分子物質(zhì),可以在分子間通過(guò)氫鍵形成超分子,用作模板來(lái)引導(dǎo)納米晶體的生長(zhǎng)。利用纖維素制備納米材料具有諸多優(yōu)點(diǎn),如纖維素資源豐富、

2、可再生、成本低廉等。
　　 本文主要開展了以下幾方面的研究工作:
　　 首先,以棉花為模板,KMnO4為前驅(qū)體,通過(guò)一種綠色合成方法制備了具有纖維結(jié)構(gòu)的Mn02微管,微管表面具有特殊的二級(jí)結(jié)構(gòu)。此外,還以棉花為模板制備了其它氧化物,如Co3O4微管和NiO微管。利用現(xiàn)代表征手段,包括XRD、TEM、氮?dú)馕?脫附儀等對(duì)產(chǎn)物成分、形貌、結(jié)構(gòu)等進(jìn)行分析,并且探討了這種結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理。對(duì)所制備的氧化物電極材料進(jìn)行了電化學(xué)性能測(cè)

3、試。
　　 其次,將棉花作為炭源,通過(guò)一種簡(jiǎn)單的綠色合成方法制備出高度分散并且尺寸均一的鈷/炭和鎳/炭復(fù)合材料。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,未添加任何還原劑,炭保護(hù)的Ni和Co納米粒子在空氣中具有很好的穩(wěn)定性。
　　 最后,我們分別利用棉花和濾紙為模板,正硅酸乙酯為硅源,通過(guò)一種新穎并且環(huán)境友好的途徑,制備了SiO2介孔材料。樣品保留了微觀的纖維狀,為中空結(jié)構(gòu),比表面積高達(dá)368 m2/g。同時(shí)我們考察了溶液濃度對(duì)SiO2材料微觀