无机盐类纳米材料的水热与微乳法制备及其性能研究

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无机盐类低维纳米材料具有优异的光、电、磁、催化等理化性能,因而在微电子、光电能量转换、纳米器件、图像技术、能源化工、生命医药等方面具有广阔的应用前景。在众多制备纳米材料的技术中,水热方法因其能够产生中温高压的反应环境和操作简单等优点而成为制备纳米材料的常用方法之一;反相胶束方法因其具有软模板的多变性而常被用来制备形貌独特且结构新颖的纳米材料。本文在传统水热法和微乳法的基础上,针对不同盐类物质的特性,提出了在水热体系中合成纳米材料的新方法,探索出在微乳体系中控制合成形貌各异的低维纳米材料的新路线,同时制备出金属的氢硫酸盐、硫酸盐、盐酸盐、钨酸盐等系列低维纳米材料。这不仅为其它纳米材料的合成提供了新的思路,而且也为其它科技领域提供了有益的新材料。本文主要开展了以下几方面的工作: 1、提出了溶剂氧化-水解协同水热合成纳米材料的新方法。并成功地制备出锌族硫化物纳米材料;进一步优化反应,通过加入合适的模板试剂,得到了多种新型纳米结构,如:ZnS纳米管、纳米粒子组装微米球,CdS纳米板条阵列、纳米梭,HgS纳米片等。其中具有十字通道的ZnS纳米管和CdS纳米板条阵列均为首次报导。探索了产物的形成机制,发现pH值、反应温度和反应时间对反应是否能够充分进行起重要作用,而模板试剂的引入控制了产物的形貌。这一工作不仅为水热合成无机纳米材料提供了新思路,而且丰富了无机化学反应。 2、发展了溶剂氧化水解协同反应,在水热条件下制备了多元金属硫化物纳米材料:Zn0.9Cd0.1S纳米晶和Ag3CuS2纳米片。对反应条件进行了探索,发现反应物的类型对产物的组成及纯度有较大影响。研究表明这两种多元金属硫化物与其所含组分的简单硫化物在光致发光性能上有明显差异,体现出多元晶态合金的性质优势和潜在应用价值。 3、通过两种反相胶束体系成功制备出多种物质的纳米管和纳米棒,主要包括:ZnS,CdS,Ag2S,Pb(OH)Cl,CaSO4。对产物的光学性能进行了研究,并对一维纳米材料的形成机制进行了探索,发现反应时间对一维纳米结构的产生起关键作用。这些产物在纳米光学器件、纳米医药和环境化学方面有潜在的应用价值。
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