Ⅳ族低維無機(jī)納米材料的水熱合成與表征.pdf

1、湖南大學(xué)博士學(xué)位論文Ⅳ族低維無機(jī)納米材料的水熱合成與表征姓名：林良武申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：材料物理與化學(xué)指導(dǎo)教師：唐元洪20070318I v 族低維無機(jī)納米材科的水熱臺成與表征長橫截面為四方形結(jié)構(gòu)，生長頭部呈單劈尖或雙劈尖型，生長方向?yàn)? 2 1 1 】。P L 光譜測量表明單晶鍺納米洋蔥和鍺納米線分別能夠發(fā)出4 1 3 n m 的藍(lán)紫光、3 6 0 n m 和3 9 5 n m 的紫光。第三，采用x 射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)光譜研究了碳納

2、米管的基本雜化類型，以及經(jīng)過退火處理和摻雜條件下的雜化類型的演變行為。研究結(jié)果表明碳納米管中的碳原子雜化類型介于s p 2 和s 礦之間，以印2 雜化類型為主，但包含一定比例的印3雜化成分，對碳納米管進(jìn)行退火處理能夠降低碳納米管中的印3 雜化比例。但對碳納米管進(jìn)行摻雜時，則能夠增加碳納米管中的印3 雜化類型的比例。第四，采用角分辯x 射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)光譜研究了高純石墨、熱解石墨、高取向石墨、納米金剛石粉末、單壁和雙壁碳納米管等碳基材料的

3、取向性，研究結(jié)果表明隨著所測碳基材料的長程有序程度和生長方向有序化的增加，光譜中C —C n + 和C —C a ‘共振峰的強(qiáng)度變化呈相反的趨勢越大。這表明不同入射角時的x射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)光譜可以用來研究材料的取向性，特別是低維納米材料的取向性和性能。第五，采用近邊和擴(kuò)展x 射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)光譜表征了鍺摻雜的碳納米管。C K 邊、G e K 邊和O K 邊光譜表明碳納米管表面的包裹物為氧化鍺，且隨鍺摻雜配比的增加，鍺與碳原子之間的局部電

4、子結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。擴(kuò)展x 射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)光譜的進(jìn)一步研究表明G e 0 2 中G e 的局部配位結(jié)構(gòu)的變化可能是碳納米管與氧化鍺之間形成了G e —C 鍵摻雜而產(chǎn)生的。第六，采用X 射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)光譜研究了常溫常壓條件下各種碳納米管中氫的化學(xué)吸附特性。研究結(jié)果表明在常溫常壓下，多壁碳納米管中存在氫的化學(xué)吸附，而在單壁碳納米管和雙壁碳納米管中存在化學(xué)吸附的可能較小。進(jìn)一步的分析表明常溫常壓下多壁碳納米管中氫以化學(xué)吸附的方式吸附在碳納米

5、管缺陷的內(nèi)表面。最后，采用x 射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)光譜整體鑒定了納米與微米金剛石膜，研究表明納米金剛石薄膜的吸收光譜相對于微米金剛石厚膜產(chǎn)生了O ．2 e V 的藍(lán)移，這是納米材料特有的效應(yīng)，因而據(jù)此可以判斷是否整體為納米金剛石薄膜。同時根據(jù)光譜中C —H o 。共振峰的變化探索了在富氫條件下原子氫在納米金剛石薄膜和金剛石厚膜生長中的作用，并采用角分辯光譜研究了納米與微米金剛石膜的生長形貌。此結(jié)果表明納米金剛石薄膜生長中原子氫的作用不同于微