鉬礬氧化物低維納米材料的水熱制備及其結(jié)構(gòu)和性能研究.pdf

1、本論文旨在探索過(guò)渡金屬氧化物低維納米材料的水熱合成。在該論文中，幾種過(guò)渡金屬氧化物納米材料被合成出來(lái)，它們包括： MoO<,3>納米帶，H<,x>MoO<,3>納米帶，V<,0.13>Mo<,0.87>O<,2.935>納米線，V<,2>O<,5>·nH<,2>O納米薄片以及V<,2>O<,5>納米線。合成這些納米材料的方法是水熱聚合酸性的鉬酸鹽或釩酸鹽溶液。 1．金屬M(fèi)o粉和H<,2>O<,2>為原料，首先反應(yīng)得到過(guò)氧鉬酸溶

2、液，然后在140℃下水熱反應(yīng)12小時(shí)直接得到MoO<,3>納米帶；如果在水熱體系中加入了少量乙醇，可以一步合成得到藍(lán)色的H<,x>MoO<,3>納米帶。HxMoO<,3>納米帶有著與MoO<,3>納米帶幾乎一樣的晶體結(jié)構(gòu)及形貌特征，但是它們的PL譜不一樣。 主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)表在Chem．Lett．雜志上，審稿人的評(píng)價(jià)是“This is a highquality piece of work that describes the s

3、elective preparation of white MoO<,3> and blueHxM003 nanobelts．Although the value of x in the H<,x>MoO<,3> nanobelts_is unknown，XPS and photoluminescence spectra clearly show the big difference in the electronicstructure

4、s between white and blue nanobelts．”。 2．采用N<,2>H<,4>·H<,2>O--HCl為還原體系，控制還原MoO<,3>納米帶合成得到藍(lán)色和深藍(lán)色的H<,x>MoO<,3>納米帶。借助XRD，Raman，XPS，HRTEM技術(shù)手段，詳細(xì)比較了三種納米帶的晶體結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)，指出隨著氫含量增多，H<,x>MoO<,3>納米帶晶胞參數(shù)有輕微膨脹并且結(jié)構(gòu)缺陷增加，結(jié)構(gòu)層中存在的離域電子濃度也

5、升高。電學(xué)測(cè)量表明深藍(lán)色氫鉬青銅H<,x>MoO<,3>納米帶的電阻只有白色MoO<,3>納米帶電阻的五萬(wàn)分之一：電阻一溫度測(cè)量表明，H<,x>MoO<,3>納米帶電導(dǎo)行為符合摻雜半導(dǎo)體，遵從指數(shù)變化規(guī)律，并且計(jì)算得到電子熱激發(fā)活化能0.19 eV。 3．以金屬M(fèi)o，H<,2>O<,2>和NH<,4>VO<,3>為初始原料，首先反應(yīng)得到酸性的過(guò)氧鉬酸和過(guò)氧釩酸混合溶液，然后在220℃下水熱反應(yīng)48小時(shí)合成得到三元氧化物V<,0

6、.13>Mo<,0.87>O<,2.935>超長(zhǎng)納米線。另外，通過(guò)改變Mo和NH<,4>VO<,3>摩爾比例，控制合成出了V<,0.13>Mo<,0.87>O<,2.935>微米棱住，微米棒以及V<,2>O<,5>·xH<,2>O納米帶。在電子束作用下，V<,0.13>Mo<,0.87>O<,2.935>單晶納米線容易變成非晶。PL測(cè)試表明V<,0.13>Mo<,0.87>O<,2.935>納米線有著強(qiáng)藍(lán)色熒光發(fā)射，這可能與其結(jié)構(gòu)中存在

7、的本征氧空位有關(guān)系。主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)表在J．Phys.Chem．C雜志上，三位審稿人給予該論文很積極評(píng)價(jià)，其中一人的評(píng)價(jià)是“This work seems to be of high significance andoriginality and of exceptional interest to materials science．”。 4．以V<,2>O<,5>，H<,2>O<,2>和HCl液為反應(yīng)試劑，首先獲得酸化的過(guò)氧

8、釩酸溶液，然后在200℃下水熱處理12小時(shí)合成得到V<,2>O<,5>·nH<,2>O結(jié)晶納米薄片?？刂茖?shí)驗(yàn)表明合成得到的V<,2>O<,5>·nH<,2>O結(jié)晶納米薄片是V<,2>O<,5>·nH<,2>O納米帶與V<,2>O<,5>納米線的中間產(chǎn)物。此外，還詳細(xì)研究了V<,2>O<,5>·nH<,2>O納米薄片在空氣中加熱的脫水過(guò)程以及結(jié)構(gòu)演變。 主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)表在Chem．Lett．雜志上，審稿人的評(píng)價(jià)是“this stu