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二氧化锡微球合成及形貌控制研究

于建勇  
【摘要】:二氧化锡是一种重要的半导体功能材料,纳米结构的二氧化锡材料因其在光学、电学、催化、气敏、压敏、热敏、湿敏等方面具有优异的性能而得到了极大的重视和广泛而深入的研究。本论文详细地综述了二氧化锡微球材料的性能、制备技术和应用现状,并对离子液体制备介孔材料、球状结构材料进行了简要地综述。 本文采用水热法在离子液体[Emim][BF4]辅助下成功制得介孔二氧化锡纳米球,研究了离子液体、氢氧化钠添加量和反应时间对形貌的影响,并讨论了其对形貌的影响规律。本文利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、氮气吸附脱附等表征手段分析所制备样品,获得的主要结果有: 此方法所得样品为分散性较好的纳米球,平均直径约91.12nm,尺寸均匀。此纳米球结构由二氧化锡纳米颗粒堆叠而成。球体含有介孔结构。 离子液体在体系中有促进成核的作用。改变离子液体的量,可以引起纳米球尺寸的变化:随着离子液体量的减少,二氧化锡纳米球之间粘连数量和程度均增加。 改变氢氧化钠的添加量即改变体系的pH值,可以通过影响二氧化锡纳米颗粒的自组装而影响产物形貌。 在反应初始阶段二氧化锡纳米颗粒迅速生成长大并形成球聚集结构,随着反应时间延长,此结构中单个球逐渐长大并变完整,聚集程度逐渐变小直到最后相互独立。据此提出了一个多步生长机理:纳米颗粒→球聚集体结构→相互独立的纳米球。


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