一維釩氧化物納米陣列的構(gòu)筑及其性能研究.pdf

1、納米材料由于其奇特的物理、化學(xué)性質(zhì)而在催化、濾光、光吸收、醫(yī)藥、磁介質(zhì)等方面有著廣闊的應(yīng)用前景，同時也將推動基礎(chǔ)研究的發(fā)展。聚碳酸酯(PC)膜具有孔徑分布較均勻、孔密度高、取向一致的特點，能溶于有機(jī)溶劑或高溫氧化燃燒掉，是作為模板的良好選擇之一。近年來，以PC膜為模板合成一維納米結(jié)構(gòu)材料受到了人們的關(guān)注，獲得了較深入地研究。本文在綜述了當(dāng)前國際上應(yīng)用模板制備納米功能材料最新進(jìn)展的基礎(chǔ)上，利用溶膠．凝膠沉積方法，結(jié)合PC模板合成了一維釩氧

2、化物納米陣列材料。主要內(nèi)容和結(jié)果如下： 分析了釩氧化物V<,2>O<,5>及其水合物V<,2>O<,5>·H<,2>O的結(jié)構(gòu)特性——優(yōu)良的層狀結(jié)構(gòu)有利于插層反應(yīng)，從而通過不同材料的插層復(fù)合，獲得具有廣闊應(yīng)用前景的材料。還分別通過熔融淬冷法和雙氧水法制備合成了V<,2>O<,5>溶膠，并對其濃度和穩(wěn)定性進(jìn)行了分析和比較，得出熔融淬冷法制得的溶膠穩(wěn)定性優(yōu)異和雙氧水法制得的溶膠濃度較高的結(jié)果。 以聚碳酸酯為模板，分別利用熔融淬

3、冷法和雙氧水法制取的溶膠，采用模板浸潤法，在聚碳酸酯膜孔道中分別構(gòu)筑得到了釩氧化物納米管和納米棒陣列。EDS結(jié)果表明了納米管、棒為釩氧化物組成。TEM和SEM結(jié)果顯示釩氧化物納米管、棒具有均勻的直徑，并分別形成了有序的陣列結(jié)構(gòu)。XRD和HRTEM的結(jié)果表明納米管對應(yīng)于單斜晶系納米晶體V<,2>O<,5>·H<,2>O。而納米棒，對應(yīng)于單斜晶系V<,2>O<,5>·H<,2>O晶體與未知晶系V<,2>O<,5>·H<,2>O晶體組成。HR

4、TEM結(jié)果驗證了納米棒中單斜晶系V<,2>O<,5>·H<,2>O晶體成分。毛細(xì)管效應(yīng)、抽真空造成的壓力差及PC膜孔壁帶負(fù)電荷和V<,2>O<,5>溶膠帶正電荷，導(dǎo)致溶膠顆粒被吸附進(jìn)孔道并吸附在孔壁上形成了釩氧化物納米管，從而成功構(gòu)筑了釩氧化物納米管陣列。進(jìn)一步，抽真空次數(shù)增加及雙氧水法溶膠和管壁的不同吸附與接觸作用，則導(dǎo)致了釩氧化物納米棒的形成，進(jìn)而成功構(gòu)筑了釩氧化物納米棒陣列。紫外-可見光透射光譜驗證了釩氧化物納米管的本征吸收長波限