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《福州大学》 2006年
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多元无机凝胶体系的制备、组成与结构研究

赵旭成  
【摘要】:近二十年来,溶胶-凝胶(Sol-gel)被广泛应用于制备有机无机复合光功能材料。利用溶胶-凝胶技术制备的有机/无机复合光功能材料已在固态可调谐染料激光器、平面显示、太阳能浓缩器、非线性光学、光化学烧孔、光致变色等方面都显示了光明的应用前景,是国际材料科学和信息科学研究的一个欣欣向荣的领域。 本文综述了采用溶胶-凝胶制备多元无机凝胶玻璃的研究进展、应用前景和面临的主要问题。采用溶胶-凝胶湿化学工艺将Pb~(2+)、Ti~(4+)、Zr~(3+)等第二或第三组分引入二氧化硅凝胶基质中,成功制备了Si-O、Si-Pb-O、Si-Ti-O、Si-Zr-O、Si-B-Pb-O、Si-Ti-Pb-O、Si-Ti-Zr-O等二元、三元无机凝胶体系。采用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)和孔结构分析等手段对各组分凝胶体系在热处理过程中组成、结构的演变进行跟踪研究,并对一元、二元、三元凝胶体系进行了对比研究。取得了一系列有益的结论,为制备性能优异的非线性材料提供了物质基础。 实验结果表明,多元无机凝胶体系具有良好的化学稳定性,微孔散射少,在可见光区透明性良好,是制备复合非线性光学材料的理想基质材料。Pb~(2+)、Ti~(4+)、Zr~(3+)等重金属离子的引入,在不同程度上影响其网络结构,对网络起到了调整作用。随着热处理温度的升高,各凝胶体系中的Si-OH及-COOH等残余基团逐渐消失; 各无机凝胶的显微结构由粘连的不均匀颗粒变为均匀的颗粒; 两端开口的圆筒孔逐渐消失,凝胶体系的孔隙率持续降低直至实现致密化。将Pb~(2+)、Ti~(4+)、Zr~(3+)等重金属离子引入Si-O凝胶基质中后,制备的多元无机凝胶体系降低了其凝胶玻璃的致密化温度,这为以后制备有机-无机复合非线形光学材料中引入有机非线形性光学物质,并确保其活性提供了基础。
【学位授予单位】:福州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TB332

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