溶液法化學合成微納米結(jié)構(gòu)金屬氧化物.pdf

1、近年來，金屬氧化物微納米結(jié)構(gòu)材料由于在電學、催化、光學、氣體傳感器等方面的廣泛應(yīng)用而倍受關(guān)注。合成新穎的金屬氧化物微納米結(jié)構(gòu)、探索其生長過程，進而實現(xiàn)對尺寸、結(jié)構(gòu)及物性的調(diào)控，對于深入研究結(jié)構(gòu)與物性的聯(lián)系、最終實現(xiàn)按照人們的意愿去設(shè)計合成材料具有重要意義。本論文以金屬氧化物微納米材料為研究主體，以液相化學合成為手段，從材料新結(jié)構(gòu)和新方法的探索出發(fā)，致力于液相合成微納米結(jié)構(gòu)金屬氧化物過程中形成規(guī)律的研究。實現(xiàn)了對金屬氧化物微納結(jié)構(gòu)的控制合

2、成，并建立了一些微納米結(jié)構(gòu)體系的化學合成新途徑。本論文的主要內(nèi)容包括以下幾個方面： 1.以納米結(jié)構(gòu)器件和量子器件為背景的納米陣列組裝體系已成為納米材料研究的熱點，論文提出了以同步自組裝路線制備金屬氧化物納米陣列結(jié)構(gòu)的方法。具體內(nèi)容是：基于原電池的原理，采用氯離子溶液腐蝕法合成了ZnO納米棒陣列。并通過研究納米棒陣列結(jié)構(gòu)的形成機制，揭示了通過腐蝕法合成金屬氧化物納米陣列的一般性規(guī)律；采用準六方結(jié)構(gòu)的Nb2O5納米棒陣列為前驅(qū)物，通

3、過相轉(zhuǎn)移合成了單斜結(jié)構(gòu)的Nb2O5納米管陣列。 2.人們對于中空結(jié)構(gòu)的合成有濃厚的興趣是因為它們在很多領(lǐng)域都有潛在的應(yīng)用價值，論文分別采用自犧牲模板法和原位模板法合成了金屬氧化物中空微米球和中空管狀材料。具體內(nèi)容是：基于對反應(yīng)物和生成物之間離子溶度積競爭規(guī)律的認識，提出了中空結(jié)構(gòu)微米球的自犧牲模板合成法。以微溶性Zn5(CO3)2(OH)6微米球作為自犧牲模板，成功合成了ZnO中空結(jié)構(gòu)材料，中空結(jié)構(gòu)的形成過程可以用克肯達耳空位效

4、應(yīng)來解釋；依據(jù)ZnO晶體結(jié)構(gòu)極性生長的特征，提出了以醋酸為化學刻蝕劑制備中空ZnO管的原位模板法，中空管是通過醋酸在ZnO模板表面發(fā)生逐步刻蝕而形成的。 3.金屬氧化物材料具有非常優(yōu)異的特性及廣闊的應(yīng)用前景，系統(tǒng)地研究和開發(fā)新型微納米結(jié)構(gòu)金屬氧化物具有重要的意義，論文提出了以堿式碳酸鎂為反應(yīng)前驅(qū)物通過溶液化學路線制備多種金屬氧化物微納米材料的方法。具體內(nèi)容是：依據(jù)堿式碳酸鎂的片狀生長特征，以堿式碳酸鎂作為前驅(qū)體合成了由納米片構(gòu)成