谈述结构过渡金属化合物多级和空心微纳结构材料制备和性能学术

摘要：本论文旨在探讨利用前驱物液相合成组装过渡金属化合物多级和空心微纳米材料,进展了无机微纳材料物相的选择合成和形貌制约的新合成路线。并探讨了合成的多级和空心微纳米材料结构和性能之间的相关性。具体内容包括：1.我们选用丁二酮肟铜为前驱物,在溶剂热条件下通过调节氢氧化钠含量,合成了带有多种形貌的Cu2O微纳晶体,包括：多孔空心微球、八面体微笼、切去的角和边的八面体微晶和高对称的八面体微晶。据我们所知,这种利用前驱物一步合成切去角和边的八面体微笼结构还是首次报道。虽然微晶比表面积比纳米级晶体小,微晶Cu2O吸收能力比纳米Cu2O弱,但Cu2O微晶抗光腐蚀能力比纳米晶强。在这一章工作中我们对合成的各种形貌Cu2O微晶光催化能力作了比较性探讨,实验结果证实Cu2O微晶不同晶面具有不同的光催化能力。2.我们通过简易可控的水热路线,用羟乙酸氧钒(VEG)作为前驱物,第一次合成了由纳米带自组装成的绒球状MnV2O6(?)内米结构,表面含氧基团修饰的海胆状MnV2O6多级纳米结构和MnV2O6纳米束。初步探讨了含氧基团修饰的海胆状MnV2O6多级纳米结构的生长机理。另外,关于合成的产物的潜在运用,含氧基团修饰的海胆状MnV2O6多级纳米结构在水处理方面可作为吸附剂。实验结果表明我们合成的含氧基团修饰的海胆状MnV2O6多级纳米结构对水溶液中有机染料和重金属离子有比较好的吸附能力。3.利用Ⅳ价的羟乙酸氧钒(VEG)作为前驱物首次通过简单的液相化学策略合成了V02(A)微纳结构。在现反应系统中,转变反应系统中丙二酸浓度和反应温度可以得到不同形貌的产物,如花状微球、仙人掌状微晶结构、纳米棒阵列和纳米棒。实验表明丙二酸在此合成反应中作为导向剂,对V02(A)选择性合成起了个关键作用,这对低价氧钒化合物的选择性合成具有重要的现实作用。在可控合成的基础上,我们第一次探讨了各种合成的微纳结构VO2(A)的电化学性能。实验表明V02(A)纳米棒具有较高的电池比容量和较好的循环性,实验结果证实合成材料结晶性对其电化学性能产生比较大影响。4.在现在的工作中,我们第一次在直接采取羟乙酸氧钒(VEG)当反应物在水热条件下水解合成V02(A)的反应系统中加入不同量的钼对VO2(A)进行掺杂。通过调节溶液中钼的浓度第一次成功合成了钼掺杂VO2(A)纳米棒。钼掺杂VO2(A)纳米棒的相变温度显著降低,并且发现不同量的钼掺杂对VO2(A)的物相和形貌产生很大的影响。物相按VO2(A)-VO2(B)-VO2(R)变化,形貌以VO2(A)纳米棒到星状V02(R)微纳结构转变。关键词：多级结构论文空心结构论文微纳材料论文液相合成论文自组装论文结构-性能相关性论文

摘要5-7

ABSTRACT7-12

第一章 绪论12-46

1.1 纳米科学技术概述12-13

1.2 纳米材料的制备13-20

1.2.1 以上到下法14-15

1.2.2 以下到上法15-20

1.2.2.1 热分解法16-17

1.2.2.2 水解和醇解法17-19

1.2.2.3 水热反应法19-20

1.3 无机多级微纳结构材料合成探讨进展介绍20-26

1.3.1 结构导向剂制约合成20-24

1.3.2 无结构导向剂的制约合成24-26

1.4 无机空心微纳结构合成探讨进展介绍26-36

1.4.1 模板合成几何外形空心微纳结构26-33

1.4.1.1 硬模板合成几何外形空心微纳结构27-31

1.4.1.2 软模板合成几何外形空心微纳结构31-33

1.4.2 选择性的刻蚀法制备几何外形空心微纳结构33-34

1.4.3 自组装几何外形空心微纳结构34-36

1.5 锂离子电池中钒氧化物电极材料的探讨进展介绍36-38

1.6 本论文的选题背景和探讨内容38-40

48-51

2.3.2 样品的形成机理探讨51-55

2.4 样品的光电子能谱(XPS)表征55-56

2.5 样品的紫外可见漫反射谱56-57

2.6 样品的光催化性能探讨57-59

2.7 小结59-60