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《山东大学》 2006年
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嵌段聚合物溶致液晶模板电化学沉积贵金属纳米材料

柴永存  
【摘要】:纳米结构材料因其自身独特的物理化学性质已成为材料学研究的重点之一,而将具有丰富相态的溶致液晶模板与电化学沉积技术相结合制备纳米材料的方法受到了广泛的关注。本论文的主要工作围绕模板法电化学沉积制备纳米材料开展,包括以下两个部分: 第一部分是以三嵌段共聚物EO_(20)PO_(70)EO_(20)(Pluronic P123)和EO_(106)PO_(70)EO_(106)(F127)与0.02mol/L氯铂酸溶液构建溶致液晶层状相和六角相为模板,采用三电极体系(参比电极为饱和甘汞电极,SCE)电化学沉积制备铂纳米结构材料。小角X射线散射(SAXS)结果表明用氯铂酸溶液代替水依然得到稳定的相态。模板结构、沉积电势和沉积时间是影响产物形貌的主要因素。在较高的沉积电势或较短的沉积时间时,产物生成数量少且结构不完整;而在较低的沉积电势或较长的沉积时间,产物生长速率快、副反应多和产物出现堆积等则会破坏产物的有序结构。在约-0.1V、600s的沉积条件下我们得到了束状结构纳米产物。通过透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)观察了产物的整体形貌和表面形貌,而弥散X射线能谱(EDX)结果则证明沉积的产物为金属铂。采用循环伏安法测定了产物的比表面积,产物层状结构越完整、有序性越好,比表面积越大,对于典型的产物其比表面积达到约55m~2/g。对于P123构成的溶致液晶体系,相同的沉积条件下还得到空心的盒状和笼状结构,这可能与液晶结构的变形或者形成混相有关。虽然产物没有完全复制模板结构,但是其生长过程受到液晶相态的诱导和空间限制作用,是制备纳米材料的一种可行的手段。 第二部分是以P123与硝酸银的1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF_6)离子液体溶液构建的溶致液晶层状相为模板,采用两电极体系电化学还原制备银纳米结构材料。偏光显微镜(POM)照片显示模板具有层状相液晶的典型织构,而SAXS结果则表明,在加入硝酸银前后溶致液晶都具有稳定的相态,是进行电沉积制备的良好模板。沉积电势和沉积时间是影响产物形成的主要因素。在较高的沉积电势或较短的沉积时间时,产物生成量少,结构边缘不清晰;而在较低的沉积电势或较长的沉积时间时,盘状结构则发生堆积和聚集。在-0.8V、1200~2000s的沉积条件下得到了结构明确的多边形片状结构产物。TEM和SEM结果展示了产物的有序结构和盘状形貌,而EDX则证明产物为单质银。产物的生长过程遵循取
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TB383.1

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