Bi4Ti3O12納米片和Bi12TiO20微納結(jié)構(gòu)的水熱合成及其光致發(fā)光性能研究.pdf

1、鑒于納米片狀結(jié)構(gòu)的鐵電材料在高密度非易失性存儲器方面的重大應(yīng)用價值以及多元復(fù)合金屬氧化物在高效利用可見光降解有機(jī)污染物上的重大應(yīng)用前景，本文在綜述了鉍層類鈣鈦礦Bi4Ti3O12和軟鉍礦Bi12TiO20的結(jié)構(gòu)和性能，及其納米材料研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，通過選擇前軀體原料和引入PVA表面修飾劑，研究了Bi4Ti3O12納米片的水熱合成及光致發(fā)光性能，并對Bi12TiO20納米球和微米片的水熱合成進(jìn)行了探索，取得了以下主要成果:
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2、)以檸檬酸鉍銨為Bi源，借助伴隨其引入的[(NH3)2C6H7O7]3-有機(jī)酸根離子與(010)晶面的Bi3+離子的結(jié)合，抑制生長基元在(010)晶面的沉積，實現(xiàn)了正交晶系的鉍層類鈣鈦礦Bi4Ti3O12沿(010)晶面的生長，獲得了厚度約為60～100nm、二維尺寸可達(dá)數(shù)微米的Bi4Ti3O12的納米片。由于[(NH3)2C6H7O7]3-有機(jī)酸根離子的吸附產(chǎn)生的表面缺陷，所合成的Bi4Ti3O12的納米片經(jīng)374nm波長的激光激發(fā)，

3、在407-457nm波長范圍內(nèi)，呈現(xiàn)出很強(qiáng)的光致發(fā)光性能。
　　(2)利用KOH為沉淀劑制備的鈦羥基氧化物沉淀為鈦源，促進(jìn)了水熱反應(yīng)初期層狀鈦酸鹽K2Ti6O13納米纖維的形成，借助Bi3+離子取代K2Ti6O13結(jié)構(gòu)中TiO6八面體層間的K+離子，導(dǎo)致TiO6八面體層的剝離，與Bi3+離子結(jié)合形成Bi4Ti3O12片狀團(tuán)簇，在PVA的輔助下，實現(xiàn)了厚度小于20nm、二維尺度大于2-6微米的Bi4Ti3O12鐵電單晶納米片的合成。

4、PVA輔助合成的Bi4Ti3O12的納米片紫外可見光吸收邊紅移，光學(xué)帶隙略有減小，經(jīng)281nm波長激光激發(fā)，在325-335nm波長范圍內(nèi)，呈現(xiàn)出優(yōu)異的光致發(fā)光性能。
　　(3)以檸檬酸鉍銨(C6H10BiNO8)作為鉍源，借助伴隨檸檬酸鉍銨引入的[(NH3)2C6H7O7]3-有機(jī)酸根離子與Bi12TiO20表面的Bi3+離子的結(jié)合，限制了晶粒的長大，實現(xiàn)了軟鉍礦結(jié)構(gòu)Bi12TiO20多晶納米球的合成。水熱反應(yīng)中以五水硝酸鉍(B