无模板水热制备低维Bi2Fe4O9及其性能表征

摘要

Bi2Fe4O9是一种在气敏,催化及信息存储等方面均具有很好应用潜力的功能材料。纳米Bi2Fe4O9表现出与体材料明显不同的电学、磁学、光学性质。目前国内外Bi2Fe4O9材料的研究刚起步不久,制备条件比较复杂,关于其物相和形貌控制的研究较少。本论文选择Bi2Fe4O9为研究对象,通过水热参数的调节制备Bi2Fe4O9,实现对其结构与性能的调控,主要研究内容和结果如下:
　　 利用水热法,分别以NaOH和KOH作为矿化剂,无模板合成了纯相Bi2Fe4O9纳米材料,通过改变水热参数得到了具有各种形貌的Bi2Fe4O9,并获得了合成Bi2Fe4O9的最佳工艺条件。以浓度为12 M的NaOH为反应矿化剂,200℃条件下水热24 h,可以得到正交相Bi2Fe4O9纳米带,以浓度为12 M的KOH为反应矿化剂,200℃下水热24 h,可以得到正交相Bi2Fe4O9纳米线。
　　 经研究Bi2Fe4O9的生长规律,发现矿化剂浓度及对生成产物的物相结构和微观形貌具有很大的影响。这是由于OH-吸附在晶面上,这些OH-之间脱水而促进了晶体生长,不同的晶面其吸附能力不尽相同,导致了各晶面生长速度的差异。由于Na+和K+在生长基元上结合力的差异,以及在晶体表面的吸附力不同,也会影响各晶面的生长速度,从而生成不同形貌的Bi2Fe4O9。
　　 测试了Bi2Fe4O9的性能,研究了化合物结构与性能的相关性。从介电性能来看,加偏压以后Bi2Fe4O9的介电常数和损耗均有所降低。从Bi2Fe4O9的J-V曲线可知,在一定的范围,电流几乎不随电压的增加而增大。从Bi2Fe4O9的LIV-Vis漫反射谱可看出,Bi2Fe4O9在200～350 nm范围内有很强的光吸收,这表明Bi2Fe4O9对紫外光具有良好的光响应。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 铁电薄膜材料

1.1.1 铁电薄膜材料性能及应用研究现状

1.1.2 铁电薄膜材料的制备方法研究现状

1.2 Bi2Fe4O9材料的国内外研究现状

1.2.1 Bi2Fe4O9的性质与应用

1.2.2 低维Bi2Fe4O9纳米材料研究进展

1.3 本文研究的内容、目的和意义

第2章 Bi2Fe4O9的制备及结构性能表征

2.1 实验原料与设备

2.1.1 实验原料

2.1.2 实验设备

2.2 水热合成工艺

2.3 结构及性能表征

2.3.1 结构分析

2.3.2 性能表征

第3章 以NaoH为矿化剂制备低维Bi2Fe4O9

3.1 矿化剂溶液浓度对产物的影响

3.2 不同反应时间对产物的影响

3.3 不同反应温度对产物的影响

第4章 以KOH为矿化剂制备低维Bi2Fe4O9

4.1 矿化剂溶液浓度对产物的影响

4.2 不同反应时间对产物的影响

4.3 不同的反应温度对产物的影响

第5章 Bi2Fe4O9的生长机理及性能研究

5.1 矿化剂种类对低维Bi2Fe4O9合成的影响

5.2 Bi2Fe4O9的生长机理

5.2.1 Bi2Fe4O9的物相变化

5.2.2 Bi2Fe4O9的形貌变化

5.3 Bi2Fe4O9的介电性能研究

5.4 Bi2Fe4O9的漏电流特性研究

5.5 Bi2Fe4O9的UV-Vis漫反射光谱

第6章 结论

参考文献

硕士期间发表论文和申请专利及参加项目情况

致谢