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用價值以及多元復合金屬氧化物在高效利用可見光降解有機污染物上的重大應用前景，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、二維尺寸可達數(shù)微米的Bi4Ti3O12的納米片。由于[(NH3)2C6H7O7]3-有機酸根離子的吸附產(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，促進了水熱反應初期層狀鈦酸鹽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，導致TiO6八面體層的剝離，與Bi3+離子結(jié)合形成Bi4Ti3O12片狀團簇，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。水熱反應中以五水硝酸鉍(B