無機(jī)-染料納米復(fù)合材料的合成及其機(jī)理和性質(zhì)研究.pdf

1、本論文將傳統(tǒng)的在二元體系混合溶劑中合成無機(jī)晶體的方法引入到控制有機(jī)晶體的生長中，并進(jìn)一步拓展到制備有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料的體系中去。將傳統(tǒng)的水熱技術(shù)和礦化過程相結(jié)合制備了一系列不同結(jié)構(gòu)的碳酸鈷和多孔氧化鈷晶體。利用簡單的重結(jié)晶方法很好地控制了有機(jī)染料晶體的形貌和生長過程。通過對無機(jī)材料和有機(jī)染料生長習(xí)性的摸索，利用簡單的一步溶液相反應(yīng)和不同的染料前驅(qū)體成功地構(gòu)造了多彩的氧化鋅/染料復(fù)合材料。通過引入生物小分子-苯丙氨酸到復(fù)合材料的制備體系中

2、，合成了具有新穎結(jié)構(gòu)和獨(dú)特?zé)晒庑再|(zhì)的苯丙氨酸鋅/染料復(fù)合材料。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，材料的性質(zhì)和功能不僅與其組份有著重要的關(guān)系，還與它的微觀形貌和尺寸有著密切聯(lián)系。 1.160℃，利用醋酸鈷和碳酸氫銨在水熱條件下反應(yīng)合成了碳酸鈷。通過改變二元混合體系中水和乙醇(或丙三醇)的體積比制備出了不同形貌和結(jié)構(gòu)的碳酸鈷晶體，諸如球狀、花狀、啞鈴狀、花生狀以及棒狀等。在水和乙醇體系中，晶體的成核和生長過程通過“溶解-再成核”和聚集機(jī)理得到合理解釋；

3、而從水和丙三醇體系中合成的晶體的形貌變化符合經(jīng)典的“棒-啞鈴-球”演變過程。通過煅燒碳酸鈷得到多孔的氧化鈷晶體，而產(chǎn)物的形貌保持不變。在氣敏性能的測試中，這些氧化鈷具有很高的敏感性和良好的重復(fù)性。 2.系統(tǒng)地研究了染料酸性綠27(AG27)在乙醇(甲醇)和水的二元混合溶劑中在80℃下的重結(jié)晶狀況。結(jié)果表明AG27晶體的尺寸和形貌能夠通過簡單地改變醇和水的體積比而得到調(diào)控。實驗中能選擇性地合成出棒狀和梭狀的染料晶體。XRD數(shù)據(jù)結(jié)果

4、分析顯示有機(jī)晶體具有周期性結(jié)構(gòu)。通過晶體生長的熱力學(xué)和動力學(xué)研究分析了溶劑對晶體形貌和尺寸的影響。 3.利用簡單的一步合成過程制備了具有新型光學(xué)性質(zhì)的氧化鋅/染料復(fù)合材料。當(dāng)使用伊文思藍(lán)(EB)作為染料前驅(qū)體時，EB和十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)通過離子自組裝作用形成了CTAB-EB復(fù)合膠束。在溫和回流條件下，當(dāng)反應(yīng)體系中加入了醋酸鋅和氨水后，這種膠束對ZnO/EB復(fù)合空心球的形成起到了軟模板作用。當(dāng)染料前驅(qū)體是酸性綠27(

5、AG27)時，在不添加任何表面活性劑的條件下，通過改變?nèi)玖系氖褂昧靠刂坪铣闪艘幌盗芯哂行路f形貌和可調(diào)光學(xué)性質(zhì)的ZnO/AG27二元復(fù)合物和ZnO/AG27/Zn-AG27三元復(fù)合物。當(dāng)染料AG27的用量由15mg變化到2mg時，復(fù)合材料中位于766nm處的染料近紅外發(fā)光峰從747nm藍(lán)移到717nm。 4.通過簡單的一步回流反應(yīng)成功地合成了筏狀的苯丙氨酸鋅配合物以及苯丙氨酸鋅/酸性綠27(AG27)束狀復(fù)合材料。基于反應(yīng)產(chǎn)物隨時