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《中国科学技术大学》 2007年
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二氧化锡和硫化锌纳米材料的合成与性质研究

赵清锐  
【摘要】: 微尺度结构的研究与发展涉及到三个关键方面:合成与组装、性能表征、应用开发。本论文在综合考虑这三方面的基础上,旨在探索一些无机材料及其纳米结构的化学合成与性质。包括利用热解法实现了SnO_2多孔结构的合成;采用简单的液相化学路线制备了SnO_2空球和三维结构;利用室温晶化法控制合成了SnO_2空球和棒束;成功实现尺寸可控的ZnS等级制结构的合成。并研究了目标产物的气敏、催化等性质,为探索形貌与性质间的关系提供了实验依据。具体内容简要归纳如下: 1.作者提出有机分子热解合成SnO_2多孔结构。在加热过程中,有机分子作为前驱物逐渐分解,气体产生并溢出,致使多孔结构形成。这种方法不需要额外加入任何模板,生成物在体系中能自发的组成多孔结构。而在以前合成多孔结构的方法中,用作模板的材料都是必需的。合成的多孔材料具有较大的比表面积,对甲醇分解反应有潜在的催化性。这种通过前驱物热解来获得纳米结构的方法,为我们控制其他金属氧化物多孔纳米结构的生长提供新的思路。 2.(a)作者以对苯二酸为助表面活性剂,和表面活性剂十二烷基苯磺酸钠在反应过程中形成微乳液,作为软模板控制SnO_2空球的生成。利用对苯二酸较小的位阻效应,成功地获得大量的SnO_2纳米空球。并且讨论了其气敏性能。(b)作者采用液相化学合成法成功获得了SnO_2三维结构。作者把锡片引入反应体系,让锡片在反应过程中既作反应物又作生成的SnO_2纳米结构的基底。这种方法不需要任何模板、表面活性剂及基底。这种容易控制的路线可能启发我们制备其它的三维结构。 3.作者提出了一种室温湿化学法制备SnO_2空球和棒束。作者将胶体晶化的方法发展完善,并且结合软模板,在室温下控制目标材料的形貌。其中表面活性剂的组装体作为反应的软模板起了非常重要的作用。这种方法所需温度较低,简单易操作,形貌可以控制,大大简化了SnO_2材料的合成。并且讨论了其电化学和催化性能。 4.作者通过选择合适的配位剂成功实现了产物ZnS晶体形貌和尺寸的控制。在反应中筑基乙醇酸作为配位剂形成Zn-硫醇配合物,通过对成核生长速度和自组装过程的控制,获得不同尺寸的ZnS等级制结构。作者对ZnS等级制结构进行了详细的表征,对其形成的机理也作了初步探索。并讨论了其光催化性能。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O611.4;TB383.1

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