几类无机氧化物微纳材料的制备及其形貌调控

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形貌及尺寸规整可控的纳米晶体的合成是目前十分引人注目的纳米材料研究领域。制备合成中的形貌调控及其功能化是这些纳米材料能够得到应用的关键问题。无机氧化物纳米材料是纳米材料的重要组成部分,也是目前研究较多的一类材料,在光电、传感、电子、能量转换与储存和催化等领域有着广泛的应用前景。无机氧化物纳米材料发展至今,虽然已经取得了大量的研究成果,但在其研究中还存在许多急需解决的问题:开发新的有效的制备无机氧化物纳米材料的方法;制备新结构的纳米材料、探索材料的新性能等都是无机氧化物纳米材料研究的重要任务。正是在这样的研究背景下,本文围绕探寻新的有效的方法制备结构形貌可控的新型无机氧化物纳米材料,主要开展了以下几项研究工作:1.在以乙二醇为溶剂的溶剂热反应体系中,通过控制铁源在高温高压下的成核—生长过程,制备了粒度可控的单分散磁性单晶微球,通过SEM、TEM、VSM等测试表征所制备微球为纳米单晶粒聚集形成的多孔空心结构的球状聚集体,并呈现超顺磁效应。同时,我们讨论了不同铁源前驱体、不同反应时间以及醋酸钠和capping agent对其形貌的影响,并在此基础上提出了一种可能的形成机制。2.在不采用任何有机添加剂的情况下,通过硝酸锌在乙二醇和乙醇胺的溶剂热反应体系中制得了花生状、半球状等多种形貌的介晶ZnO材料,该材料表面粗糙,比表面积大,有望应用于催化和构建其他超结构材料中。3.在经典的Stober体系中引入超声和高浓度的NaOH/DEG溶液,借助“超声空化”作用和NaOH对SiO2的刻蚀作用来制备具有新型结构的SiO2纳米材料。我们进一步通过调节超声功率和NaOH/DEG浓度来首次制备出了具有花状、方管状、树枝状结构,这些新颖的结构结合SiO2独特的理化性质有望应用于表面增强拉曼(SERS)、微流体等研究领域。
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