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低维纳米结构材料因其独特的光、电、磁和机械性能,在纳米器件和功能材料等诸多领域具有潜在的技术应用前景。通过大量文献调研发现,低维纳米材料的结构、维度、形貌、尺寸等因素对它们的性能有着直接影响。如何实现对纳米材料这些因素的有效控制,是本论文的研究目标。本论文通过水热法和普通溶液方法成功地合成出了CuO、ZnO、YiO<,2>、Fe<,2>O<,3>等多种氧化物低维纳米结构,实现了在合成过程中对尺寸和形貌的调控。并在石墨衬底上成功构筑了1-碘代-4-硝基苯纳米线。主要完成了以下研究工作:
1、以聚乙二醇(PEG:10000)作为表面活性剂,在不同反应条件下得到了线团状、齿轮状、类球状、树叶状和纳米线束等多种形态的CuO纳米结构,并简要讨论了它们的形成机理。
2、使用简单的水热法合成了ZnO纳米线和纳米管,并研究了不同衬底对反应产物的影响。通过二次加热得到了大量的氧化锌纳米线,大幅度提高了ZnO纳米线的产率。为大规模生产ZnO一维纳米材料提供了可能性。运用原子力显微镜对znO纳米线进行了观测。
3、采用简单的水热法制备得到直径均一的锐钛矿TiP<,2>纳米线。为了用AFM观测TiO<,2>纳米线的表面形貌,我们将TiO<,2>纳米线超声分散在PEDOT溶液里面,然后匀速旋涂在ITO玻璃衬底表面成膜,对膜进行干燥处理后即可进行原子力显微镜扫描成像。PEDOT溶液的应用能够将粉末状纳米材料固定在衬底表面,解决了扫描过程中样品不稳定的问题,同时还可以用扫描探针显微镜的多种模式进行观测。
4、制备纳米Fe<,2>O<,3>的方法是根据水热法思路,并结合溶胶凝胶法的优点,制备得到Fe<,2>O<,3>微粒和纳米棒。
5、在解理过的石墨表面构筑1-碘代-4-硝基苯纳米线,运用扫描隧道显微镜对其结构进行了观测,并对其形成机理作了初步分析。