不同形貌纳米材料合成及其光、磁性质研究

【摘要】：纳米材料能够呈现出优于普通材料甚至与普通材料不同的性质从而引起了人们的广泛关注。研究证明纳米材料的性质与其形貌有很大的关系。因而探索重复可靠的制备方法,以获得尺寸规则、结构稳定的不同形貌的纳米材料,对于探索其奇特的物理、化学现象并开发其潜在的应用具有重要意义。该论文发展了水热法制备纳米材料的技术,利用较简便的新的合成路线合成了一系列不同形貌的纳米材料,旨在为获取纳米材料与生物物质作用信息做准备。 半导体纳米材料具有优异的光学性质,与传统的有机染色剂相比,表面充分钝化的量子点具有激发光谱宽,发射光谱窄且对称,不易光解的特点。因而在过去的近二十年中半导体纳米材料的合成及分析应用研究引起了人们的广泛关注。其中研究最多的是半导体量子点。一维半导体纳米材料与零维相比具有不同的限域能,呈现出不同的光学性质。然而,由于在水溶性问题的解决上存在难度,水溶性一维半导体纳米材料的制备及作为荧光探针的研究还刚刚起步。 本论文的主要内容如下: 第一章综述了不同形貌纳米材料的性质及应用,介绍了纳米材料的制备方法—水热法,简单介绍了一维半导体纳米材料的性质、制备方法及应用。 第二章采用Mn(NO3)2和H2O2的一步水热反应制备了三维蒲公英状β-MnO2微米结构,对微米结构的生长机理进行了研究.对所合成的三维蒲公英状β-MnO2微米结构的磁性进行了表征,发现其奈尔温度要比本体的高大约6K. 第三章采用原位氧化还原沉淀水热反应选择性制备了β晶型的MnO2纳米棒,研究了各种实验条件对产物形貌的影响,对纳米棒的形成机理进行了探讨,并对所合成的纳米棒的磁性进行了研究,发现其奈尔温度要比本体的高大约4K。 第四章采用廉价的反应原料FeSO4和CH3COONa,通过简单的低温水热反应制备了α-FeOOH纳米棒.通过TEM观察不同反应时间的产物的形貌发现α-FeOOH纳米棒的形成过程符合”卷曲-破裂-生长”机理.通过煅烧所得的α-FeOOH纳米棒我们得到了α-Fe2O3纳米棒.和现有合成α-FeOOH纳米棒的方法相比,此法更加简便,无需任何表面活性剂,且产率较高.磁性测试结果表明所合成的α-Fe2O3纳米棒呈现出了与本体不同的磁性质。 第五章采用L-半胱氨酸和多聚磷酸钠作为双配体,初步探索了水溶性一维