幾種金屬氧化物和空心納米結(jié)構(gòu)的形貌控制合成.pdf

1、納米材料的制備是納米科學(xué)和技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)。制備符合一定要求的，具有某種特定形貌和尺寸的納米材料是使納米科學(xué)邁向?qū)嵱没囊粋€(gè)重要步驟。具有空心結(jié)構(gòu)的納米材料近幾年引起科研工作者的極大興趣，人們發(fā)現(xiàn)它有許多新穎的性質(zhì)，在很多領(lǐng)域都有潛在的巨大應(yīng)用前景。本論文首先研究幾種金屬氧化物納米材料的形貌控制合成。在此基礎(chǔ)上，以制備好的氧化物納米材料為前驅(qū)體，利用Kirkendall效應(yīng)制備具有空心結(jié)構(gòu)的納米材料，并研究其影響因素和深層次的原因。

2、>　　 本論文首先研究的是Cu2O納米粒子的形貌控制合成。用抗壞血酸作還原劑，以硫酸銅、乙酸銅等作銅源，在室溫下就可以制得Cu2O納米粒子。加入不同的表面活性物質(zhì)作穩(wěn)定劑，會(huì)得到不同形貌和尺寸的Cu2O納米粒子，如方形、圓形、多邊形等。本論文從溶液中晶體的形成理論出發(fā)，結(jié)合膠體和表面化學(xué)的一些觀點(diǎn)，對其形成的具體原因作了一定程度的探討。此外，以不同的銅鹽作銅源，對Cu2O納米粒子的形貌也有比較明顯的影響，本論文對此也作了一些研究。最后

3、，我們研究了Cu2O納米粒子的形貌和尺寸對其紫外吸收性質(zhì)的影響。
　　 在形貌控制合成這部分中，本論文研究的第二種氧化物是ZnO納米結(jié)構(gòu)的制備。在不同的pH值和溫度下，制得了ZnO的微米粒子、納米粒子和納米棒。其中pH值的影響最為顯著，其次是溫度。本論文以低受限度條件下晶體的成核理論為依據(jù)，探討這種影響的內(nèi)在因素和形成過程。這部分工作的一個(gè)主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是在比較簡易的條件下僅通過控制pH值和溫度就可以制得ZnO的納米棒和納米花。

4、r>　　 本論文還研究了CuO、CdO等氧化物的形貌控制合成。分別采用水熱、灼燒和液相加熱分解的方法制得了不同形貌的納米粒子，并結(jié)合物質(zhì)形成的微觀理論對其成因作了初步探討。
　　 廣泛和深入地利用Kirkendall效應(yīng)制備空心納米結(jié)構(gòu)是本論文的一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。在現(xiàn)有文獻(xiàn)中，制備空心粒子多采用模板法，本論文根據(jù)Kirkendall效應(yīng)的原理，以一些氧化物納米粒子為前驅(qū)體，系統(tǒng)地制備了一系列硫化物的空心納米結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)研究了具體的反

5、應(yīng)條件和反應(yīng)機(jī)理。首先研究的是以Cu2O納米粒子為前驅(qū)體，在常溫下制備Cu7S4空心納米粒子。研究前驅(qū)體與Na2S的不同的物質(zhì)的量之比對產(chǎn)物空心程度的影響以及反應(yīng)的具體進(jìn)程。發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)明顯特征：(1)空心產(chǎn)物的形貌與前驅(qū)體的很相似。(2)反應(yīng)是以S2—的擴(kuò)散作推動(dòng)力，由外向內(nèi)逐漸進(jìn)行的。另外，還研究了以Ag2O納米粒子為前驅(qū)體制備Ag2S空心納米粒子。
　　 在此基礎(chǔ)上，本論文又以ZnO納米粒子和納米棒為前驅(qū)體制備出ZnS空心納

6、米粒子和納米管。與Cu2O和Ag2O納米粒子不同的是在常溫下ZnO納米粒子的硫化反應(yīng)很難進(jìn)行，需要加熱和一定的反應(yīng)時(shí)間。主要研究反應(yīng)的溫度和時(shí)間對產(chǎn)物空心化的影響，得到最佳的反應(yīng)條件。此外還研究前驅(qū)體的尺寸對產(chǎn)物空心化的影響，進(jìn)一步研究Kirkendall效應(yīng)產(chǎn)生的具體機(jī)理。最后，研究幾種具有不同組成的納米粒子的光學(xué)性質(zhì)并分析其中的原因。
　　 在本論文的最后一章，以CuO、CdO納米材料為前驅(qū)體，根據(jù)相同的原理和反應(yīng)，采用類似