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无机金属氧化物微纳米材料的水热制备及性能研究

作　者: 韩永蔚
导　师: 龚剑
学　校: 东北师范大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 水热合成 水热-热分解 氧化铜 花状结构 四氧化三钴 片状多孔 氧化锌 片状多孔球 光催化 光敏
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


无机金属氧化物的微纳米材料是现代材料科学研究的热点。本文采用了低温水热的方法合成了花状CuO的微纳米结构,利用水热-热分解的方法合成了ZnO的多孔片状微纳米球结构和Co3O4的多孔片状结构。并对它们可能的生长机理和相关性质进行了讨论。本论文主要内容可以归纳如下:1、利用低温水热的方法合成了花状氧化铜的微纳米结构,并对产品进行了表征,通过一些列实验总结了影响产品形貌的因素,并对其可能的形成机理进行了研究。在实验过程中,我们还研究了这种结构的CuO在可见光下催化活性,发现这种花状结构的氧化铜在可见光下的作用下对有机染料罗丹明-B有很好的催化降解活性。2、采用水热-热分解的方法制备了Co3O4片状多孔结构,并对产品进行了表征,研究了反应条件对前驱物形貌的影响,对可能的形成机理进行了讨论。3、通过水热-热分解的方法制备了多孔片状的ZnO的球状结构,对产品进行了表征,对与其可能的形成机理进行了讨论。同时,我们还研究了这种片状多孔球状的ZnO在紫外光的作用下的光敏效应和在可见光下催化降解有机染料甲基橙,通过实验,我们发现,这种结构的氧化锌在紫外和可见光的作用下有很好的光敏效应,在可见光的作用下,对甲基橙有很好的催化降解活性。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-29
  1.1 引言  9-10
  1.2 纳米材料  10
  1.3 纳米材料的性质  10-14
    1.3.1 纳米材料的特异性  10-12
    1.3.2 纳米材料的物理性质  12-14
  1.4 纳米材料的制备方法  14-18
    1.4.1 物理合成法  14-15
    1.4.2 化学合成法  15-18
    1.4.3 物理化学相结合的方法  18
  1.5 水热法制备纳米材料  18-24
    1.5.1 水热法简介  18-19
    1.5.2 水热法的发展  19
    1.5.3 水热反应的基本类型  19-21
    1.5.4 水热反应的流程与水热反应的装置  21-22
    1.5.5 水热条件下纳米粒子的生长机理  22
    1.5.6 水热条件下纳米粒子的形貌控制  22-23
    1.5.7 水热法制备纳米材料的优势  23-24
  1.6 纳米材料的潜在应用  24-26
    1.6.1 纳米材料在陶瓷领域中的应用  24
    1.6.2 纳米材料在催化领域中的应用  24
    1.6.3 纳米材料在电池领域中的应用  24-25
    1.6.4 纳米材料在生物医学领域中的应用  25
    1.6.5 纳米材料在微电子和光电子领域中的应用  25
    1.6.6 纳米材料在气敏材料领域中的应用  25-26
  1.7 无机金属氧化物的研究进展  26-27
    1.7.1 模板法合成氧化物纳米材料的研究进展  26
    1.7.2 水热法制备纳米材料的研究进展  26-27
  1.8 本论文的立题思想  27
  1.9 主要试剂、装置及测试  27-29
第二章 水热法合成花状氧化铜微纳米结构  29-38
  2.1 引言  29
  2.2 实验部分  29-30
    2.2.1 实验步骤  29-30
    2.2.2 光催化活性试验  30
  2.3 实验结果与讨论  30-32
    2.3.1 X—射线粉末衍射（XRD）分析  30
    2.3.2 红外光谱分析（FT-IR）  30-31
    2.3.3 扫描电镜（SEM）分析  31-32
  2.4 反应条件对氧化铜晶体生长的影响  32-35
    2.4.1 反应温度的影响  32
    2.4.2 反应时间的影响  32-33
    2.4.3 HMTA 的影响  33-34
    2.4.4 表面活性剂的影响  34-35
  2.5 形成机理讨论  35-36
  2.6 光催化活性研究  36-38
第三章 水热-热解法制备片状多孔Co_3O_4的微纳米材料  38-45
  3.1 引言  38
  3.2 实验部分  38
  3.3 实验结果与讨论  38-41
    3.3.1 X-射线粉末衍射（XRD）分析  38-39
    3.3.2 红外光谱分析（FT-IR）  39-40
    3.3.3 扫描电镜分析（SEM）  40-41
  3.4 反应条件对前驱物晶体生长的影响  41-43
    3.4.1 反应时间对前驱物物的影响  41-42
    3.4.2 反应温度对产物的影响  42-43
    3.4.3 不同表面活性剂对产物的影响  43
  3.5 形成机理讨论  43-45
第四章 片状多孔球状结构氧化锌纳米材料的水热合成  45-53
  4.1 引言  45
  4.2 实验部分  45
  4.3 结果与讨论  45-47
    4.3.1 X—射线粉末衍射（XRD）分析  45-46
    4.3.2 红光光谱分析  46-47
    4.3.3 扫描电镜（SEM）分析  47
  4.4 可能的生长机理讨论  47-49
  4.5 氧化锌的光电效应  49-50
  4.6 光催化降解有机物  50-53
结论与展望  53-55
  本文的主要结论  53-54
  今后工作的展望  54-55
参考文献  55-64
致谢  64-65
在校期间公开发表的论文及著作情况  65

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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