低维有序纳米钨酸铅形成机理及性能研究

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钨酸铅(PbW04)是一种重要的无机闪烁材料,与其他的闪烁材料相比,PbW04具有高密度(8.3g/cm3)、衰减时间短、抗辐照能力强、光致发光、热发光和受激拉曼散射行为等使其在高能物理方面得到了广泛的应用。近年来,低维PbW04存在许多与体相材料截然不同的物理化学性质及潜在的应用前景,因而受到了越来越多的关注。研究表明,低维钨酸铅的许多特殊的性能都取决其自身的结构和形貌。本论文发展了一种简单的室温湿化学方法来合成形貌和结构可控的钨酸铅纳米晶体,并探讨了这种形貌可控的钨酸铅纳米晶体的生长机理以及其发光性能。   在室温水溶液体系中,在PbW04纳米晶成核后加入一定浓度有机羧酸根阴离子作为纳米晶生长过程的结构导向剂,起到对其生长熟化阶段的调控作用,从而获得有序的PbW04纳米结构。探索了不同价态的羧基阴离子对PbW04纳米晶生长过程的调控作用,并深入的研究了双羧基阴离子作用下获得的PbW04有序结构的生长机理。通过仔细分析X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜以及红外图谱的表征结果,我们推断双羧基离子诱导PbW04低维有序结构的可控合成的机理:PbW04纳米晶在草酸根离子的诱导下通过“取向黏附”形成纳米线,然后进一步聚集形成两端“菜花状”的捆束结构,进一步研究发现水浴温度、双羧基离子浓度及超声条件均能改变PbW04低维有序结构的尺寸及有序程度,这将有助于我们更清楚地认识双羧基离子诱导PbW04低维有序结构的形成机理。   在室温水溶液体系中,氨基酸对PbW04晶体的生长过程也有很好的调控作用。在PbW04纳米晶成核后加入一定浓度的氨基酸能够获得具有新颖的微观形貌的PbW04有序纳米结构。本文只对甘氨酸和赖氨酸作了简单的研究。结果表明:甘氨酸能够获得具有新颖微观形貌的PbW04纳米结构且甘氨酸的浓度对生产的PbW04纳米晶体没有影响,赖氨酸作为PbW04生长过程的结构导向剂也能获得有序结构且浓度的大小对于其微观形貌也没有影响。对于氨基酸类化合物对PbW04晶体的生长我们只作了一点尝试的研究,还有待我们做进一步的研究。我们的研究对纳米材料的可控合成具有积极意义。
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