聚苯乙烯球模板法合成氧化物纳米环

【摘要】： 近年来,各种各样的纳米环结构由于其独特新颖的物理、化学特性以及在未来纳米器件的潜在应用价值引起了人们的广泛注意。目前,已经有很多方法来制备金属,无机物及有机物纳米环。然而,这些方法在经济和技术等领域上有很多的局限性。本工作通过以聚苯乙烯乳胶球为模板在一定的条件下合成二氧化钛和二氧化硅纳米环结构,发展了一种新的简单易行的制备方法。 1、采用微乳液聚合的方法制备聚苯乙烯乳胶球,并筛选出比较合适的乳化剂。根据乳化剂用量的不同,制备出了不同粒径的聚苯乙烯乳胶球。乳化剂用量越多,聚苯乙烯球的粒径在一定范围内越小。当苯乙烯单体与乳化剂的摩尔比约为180-270时,聚苯乙烯球的平均粒径约为80-160纳米。 2、用溶胶-凝胶法制备了TiO_2溶胶,以聚苯乙烯球为模板与TiO_2溶胶混合制备了TiO_2纳米环,研究了试剂加入顺序、聚苯乙烯乳液与二氧化钛溶胶的体积比和热处理温度等实验条件对成功制备TiO_2纳米环结构的影响,得出制备TiO_2纳米环最佳的实验条件。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线能谱仪及原子力显微镜对样品进行结构表征。扫描电子显微镜测试结果表明:二氧化钛纳米环的内径与选用的聚苯乙烯球的大小基本一致;XRD结果表明二氧化钛纳米环具有多晶锐钛矿相结构。 3、根据制备TiO_2纳米环的原理,采用相似的方法以聚苯乙烯球作为模板尝试制备了SiO_2纳米环结构,并初步研究了实验条件对制备纳米环结构的影响。