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纳米材料由于其特殊尺寸结构使得其具有很多既不同于宏观物质,又异于微观粒子的奇特效应。本论文在实验室对纳米材料的研究和大量的文献综述前期工作的基础上,开展有关氧化铜、硫化铜、氢氧化钴等的纳米结构材料的研究。
在温和反应条件下通过简单便捷的水热方法,制备出具有不同形貌的氧化铜、硫化铜、氢氧化钴自组装纳米材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、氮气吸附-脱附、元素分析(CHN)、紫外可见吸收、气相色谱和充放电容量实验等技术分析测试样品的物理化学性能。考察了不同反应条件对样品生长过程、形貌的影响,同时研究了具有不同形貌的样品在物理化学性能方面的差异。分析研究样品粒子的组装过程、反应机理,尤其通过对反应中间体的形貌、物相进行分析测试来详细阐述花棒状硫化铜样品的生长机理。论文的主要内容分以下四个部分:
1、综述了纳米材料的特点、应用、多种制备方法及近几年以来的研究进展,介绍了氧化铜、硫化铜等纳米材料的应用性能及研究近况。
2、采用纳米材料水热制备技术,仅在90℃反应温度下在无任何模板剂反应条件下制备出粒度分布均匀、结晶状态良好、尺寸均匀(平均80nm*200nm)的具有中空结构的CuO纳米颗粒自组装体,并对其进行了细致的结构表征和性能应用研究,同时讨论了反应条件和不同模板剂(CTAB、SDS)对产物材料形貌控制及分散性的影响,并对其进行了初步的探讨。同时,通过CuO/Li电极的充放电容量考察了CuO纳米材料的电化学性能。
3、在一种简单便捷的水热体系中分别选取硫脲与硫代乙酰胺作硫源制备出具有不同形貌结构的CuS纳米材料,并对硫化铜样品结构做了细致的测试表征,考察了不同pH值对样品的生长过程、样品形貌的影响。在酸性环境中选硫脲作硫源得到棒状结构,选硫代乙酰胺作硫源时pH=4~7得到空心管,pH=2~3得到花棒状硫化铜材料。不同形貌纳米硫化铜的形成可能与硫脲和硫代乙酰胺的空间构型有关,考察了它们的合成机理。同时初步探索了硒化铜的合成。 4、利用Co(AcO)2·4H2O为原料制备了六方片形Co(OH)2纳米材料并对其物理化学性质作了初步的研究,探讨了不同配位剂对样品形貌的影响,通过氮气吸附考察了不同样品的比表面积。