超细碳酸钡纳米线、硒化亚铁纳米材料的制备、微结构与性能

摘要

1.近年来，军事吸波材料和移动通信设备的快速发展，使得微波介质材料成为国际上对电介质材料研究的一个新动向。钛酸钡(BaTiO3)作为具有高介电系数和低介质损耗、优良的铁电压电性能、以及良好的绝缘性能等特点的电子陶瓷，广泛应用于电子陶瓷工业，被誉为“电子陶瓷的支柱”。由于BaTiO3存在介电损耗，主要通过介质的电子极化、离子极化或界面极化来吸收、衰减电磁波，其有可能成为一种优良的吸波材料。本论文前一部分的研究工作主要围绕着一维超细BaTiO3纳米线的制备、表征以及其与具有中空结构的花托状BaTiO3纳米颗粒的吸波性能比较展开的。
　　本文通过一步水热法合成了一维超细BaTiO3纳米颗粒其直径都在10 nm以下。纳米颗粒尺寸分布均匀，多数在6nm左右。室温下为四方晶相结构。纳米线的长度大约有几微米甚至十几微米，因此所生成的纳米线具有超高的长径比。实验得出，其形成的机理是奥斯瓦尔德熟化和粒子交换的协同作用。基于我们组前期的工作，用水热法合成了具有中空结构的碗状BaTiO3纳米颗粒和球形BaTiO3纳米颗粒，并得出BaTiO3纳米颗粒的微波吸收性能比球形的BaTiO3纳米颗粒增强了120％。于是我们比较了一维超细BaTiO3纳米线和碗状的BaTiO3纳米颗粒的吸波性能。微波吸收性能测试结果表明，BaTiO3超细纳米线的微波吸收性能强于具有中空结构的碗状BaTiO3纳米颗粒，在电磁波频率为9.86 GHz时，其最高反射损耗值可达-28.38dB，而碗状BaTiO3纳米颗粒最高反射损耗值为-20.68 dB。这可能是由于一维超细纳米线的介电耦合效应以及超高长径比带来的界面耦合所导致的。我们的方法简单，原料易得，能够用在大规模的生产之中。
　　2.自从2000年有报道过渡金属氧化物材料的锂电化学行为之后，基于铁、钴、镍等过渡金属的氧化物被认为是一类极具发展潜力的新型储锂材料，世界各地的研究小组和科学家们对其进行了广泛的研究。在这些材料中，由于铁有储量丰富、价格便宜、对环境友好等诸多优点，铁的化合物相对于其它过渡金属化合物而言更具有优势。另一方面，纳米材料因其特殊的结构和效应使得纳米材料在锂离子电池领域受到了广泛的关注。研究表明，二硒化铁薄膜具有良好的电化学稳定性，可能成为一种优良的锂二次电池正极材料。寻找工艺简单、成本低廉的二硒化铁纳米材料的制备方法是十分必要的。我们利用简单的水热方法合成了片层状的二硒化铁纳米材料，为其在能源方面的利用提供了更多、更好的可能。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 铁电陶瓷在微波吸收领域的应用

1．2 钛酸钡陶瓷粉体的主要制备方法

1．2．1 固相法

1．2．2 液相法

1．3 一维钛酸钡纳米材料的合成现状

1．4 硒化物半导体纳米材料

1．4．1 性质和用途

1．4．2 合成现状

1．5 本文的研究研究目的和内容

1．5．1 研究目的

1．5．2 研究内容

第二章 一维超细钛酸钡纳米线的一步水热合成及其微波性能研究

2．1 前言

2．2 超细钛酸钡纳米线的水热合成及表征

2．2．1 实验过程

2．2．2 形貌和晶体结构表征

2．2．3 不同实验条件对产物的影响

2．3 钛酸钡纳米线反应机理的研究

2．4 钛酸钡纳米线的吸波性能研究

2．5 本章小结

第3章 硒化亚铁纳米材料的水热制备

3．1 引言

3．2 硒化亚铁纳米材料的合成实验

3．3 二维硒化亚铁纳米材料的制备工艺优化

3．3．1 还原剂溶液的引入对硒化亚铁纳米材料的影响

3．3．2 反应温度的影响

3．3．3 反应时间的影响

3．3．4 原料摩尔比对准一维硒化亚铁纳米材料的影响

3．3．5 表面活性剂PVP对硒化亚铁纳米材料的影响

3．4 硒化亚铁纳米材料的磁学性能

3．5 本章小结

结论

参考文献

硕士期间的研究成果

致谢

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