随着纳米技术的发展,各种功能的纳米材料被人们深入研究,以解决世界日益尖锐的污染与能源问题,乃至于用纳米材料作为药物荷载基质,实现靶向治疗,典型应用便是金纳米棒的光热治疗,目前有德国团队正在争取商业应用。一些金属的钒酸盐纳米材料,因其优异的生物,化学和物理特性,尤其是在光学、电化学和催化降解等方向优于其它材料的性质,使越来越多的研究人员着力于其结构合成、应用,还有与其它材料的耦合等方向。因为钒酸盐在生物上的低毒性,及其优良的荧光特性,设计钒酸盐良好的空心纳米结构将使其拥有广阔的生物前景。例如(Y,Gd)VO4、(GdF3,NaYF4):Yb3+,Er3+的空心球具有多重应用性,如将这些材料掺杂镧系元素后进行表面改性后导入细胞,可以用对人体无害的红外光来激励材料实现上转换发光,进行上转换细胞成像、核磁共振成像、体内病灶区域的靶向药物输送。又如钒酸锂,钒酸锰这些空心结构在作为电极材料方面有更高的锂离子存蓄能力。而合成大比表面的片状和小颗粒材料有更好的发光效率和催化效率。作为高比表面积的二维材料,有些具有优良的催化作用,或者同其它材料形成异质结构形成某些性能增强。因为水热法的成本低,生物兼容性好,能够大批量合成,所以一般采用水热法来合成纳米材料。首先,我们合成钒酸铟之前,通过水热法先大量合成了氢氧化铟,发现调节铟离子和六次亚甲基四胺的比例能够得到棒状和块状的氢氧化铟,而在生长过程中额外引入抗坏血酸会形成球状的氢氧化铟。这三种形貌的氢氧化物在经过钒酸化后形成了颗粒、双锥形和空心球这三种结构,钒酸铟自身在紫外激发下有明亮黄光,通过在钒酸化生长中掺入稀土铕离子,可以改变其发光峰位,能够在紫外下有明亮的红光。牺牲氢氧化物来合成钒酸物的方法被称为模板法,一般转化前后两种物质的晶格不一样,转化之后可以改变其形貌。其次,钒酸铋有类似钒酸铟的性质,同时也是一种优良的无机染料,除了能够催化降解有机染料外,它对一些有害细菌同样具有杀灭作用,也能够降解空气中的有毒气体,为进一步提高材料的比表面积,我们研究将钒酸铋制备成二维材料,因为存在溴化氧铋这种间接半导体,再加上钒酸铋的层状晶体结构,在制备钒酸铋的时候,引入十六烷基三甲基溴化铵,溴化钾等有机与无机溴源,生成的溴化氧铋会镶嵌在钒酸铋层与层之间,有形成二维材料的可能性,发现十六烷基三甲基溴化铵参与时可以形成片层钒酸铋,而溴化钾、溴化钠参与时,则形成了小颗粒。说明不仅溴离子产生了作用,大分子也有利于二维钒酸铋材料形成。然后,在合成二维材料的基础上,我们用工艺已经比较成熟的合成硫化钼的方法,来合成硫化钼的复合材料,开始合成时,我们加入锡酸钠和四氯化锡这两种锡源,调节锡源和钼源的比例。合成了氧化锡/硫化钼、硫化锡/硫化钼这两种复合材料。其中氧化锡呈颗粒状分布在硫化钼的片层上面,而硫化锡呈六角盘状与硫化钼的片层贴合在一起,在这种方法下,引入锡源并没有改变硫化钼的二维结构,氧化锡与硫化锡也能较好地与硫化钼复合在一起。整个实验,因为氧化锡与硫化锡对生长环境pH的要求正好相反,所以选取了不同的锡源,以硫化钼这二维材料的基底合成的复合材料比单独合成的氧化锡与硫化锡比表面积有很大提高。