金属有机配合物M-TCNQ微纳米结构的制备及吸氢性能研究

摘要

近年来，一维微纳米材料由于具有优异的物理、化学、机械等性能而得到广泛的研究。电荷转移型金属有机配合物M-TCNQ具有独特的光、电、磁学特性，同时也是一种各向异性的材料。能否将其做成一维结构并研究其物理性质及一些特殊的性能，已越来越引起科研工作者的兴趣。　　本论文将介绍金属有机配合物M-TCNQ准一维微纳米结构的制备及吸氢性能的研究。主要研究内容分为以下几部分：　　本文介绍了三种制备M-TCNQ准一维微纳米结构的方法。　　随后本文主要研究了溶液反应法制备Ag-TCNQ准一维微纳米结构的工艺参数及生长机理。　　除了以上对M-TCNQ的制备研究外，本文对其吸氢性能也作了初步探索。研究贮氢材料，对其热稳定性研究是必不可少的，因此本文这部分首先对M-TCNQ材料的热稳定性进行了较系统的研究。　　本文分别利用QCM方法及传统的容积法对M-TCNQ纳米线阵列及M-TCNQ粉末的吸氢性能进行了研究。结果表明，M-TCNQ纳米线阵列由于大的比表面积而具有一定的吸附氢气的能力，但M-TCNQ晶体结构中无空隙，因而这种材料本身不具有贮氢特性。文章最后还研究了金属有机框架结构咪唑锌的贮氢性能，框架结构稳定的咪唑锌在液氮温度及20bar压力条件下，贮氢量为0.9wt.％。　　以上是对电荷转移型金属有机配合物M-TCNQ微纳米结构的制备及一些应用的基础研究。希望对今后研究准一维微纳米结构的制备；晶体的生长，尤其是远离平衡态的非线性生长；有机微纳电子器件的研制及M-TCNQ的其它潜在应用研究起到一些参考作用。

目录

文摘

英文文摘

引言

第一章绪论

1.1金属有机配合物M-TCNQ研究进展

1.1.1引言

1.1.2晶体结构及电荷转移度

1.1.3 M-TCNQ的形貌

1.2一维微纳米材料

1.2.1引言

1.2.2一维微纳米材料的常用制备方法及种类

1.2.3应用及前景展望

1.3贮氢技术及材料

1.3.1氢能研究的意义

1.3.2贮氢方式及要求

1.3.3材料贮氢量的测量方法

1.3.4一维微纳米结构贮氢材料的研究进展

1.3.5微孔材料

1.4论文选题背景、技术路线及主要研究内容

第二章金属有机配合物准一维微纳米结构的制备方法研究

2.1 引言

2.2三种制备方法

2.2.1真空条件下蒸气输运反应法

2.2.2溶液反应法

2.2.3蒸汽诱导反应法

2.3样品的表征

2.4结果及分析

2.4.1典型形貌

2.4.2晶体结构

2.4.3电荷转移度(DCT)

2.5小结

第三章溶液反应法制备Ag-TCNQ准一维微纳米结构的研究

3.1制备工艺参数的研究

3.1.1Ag膜厚度对形貌的影响

3.1.2 TCNQ浓度对形貌的影响

3.1.3反应温度对形貌的影响

3.1.4反应时间对形貌的影响

3.1.5小结

3.2生长机理的研究

3.2.1实验设计

3.2.2实验结果

3.2.3生长机理分析

3.2.4结论

3.3单根Ag-TCNQ准一维微纳米结构的光致变色特性研究

3.3.1光致变色测试装置及结果

3.3.2 Raman测试结果

3.3.3光致变色机理

3.3.4结论

第四章Ag-TCNQ的枝晶与分形生长研究

4.1引言

4.2浸入式溶液反应法生成的Ag-TCNQ枝晶与分形

4.3滴定式溶液反应法生成的Ag-TCNQ枝晶与分形

4.4枝晶生长机理的探讨及分形维数的计算

4.5小结

第五章金属有机配合物M-TCNQ热稳定性研究

5.1引言

5.2样品制备路线及表征

5.3 DSC及TGA/DTA测试过程及测量参数

5.4 TCNQ的DSC研究

5.5Ag-TCNQ的DSC及TGA/DTA研究

5.5.1样品介绍

5.5.2测试结果及分析

5.5.3结论

5.6 Cu-TCNQ的DSC及TGA/DTA研究

5.6.1样品介绍

5.6.2测试结果及分析

5.6.3结论

第六章金属有机配合物吸氢性能的评价

6.1用QCM方法研究M-TCNQ纳米线阵列的吸氢性能

6.1.1 QCM原理

6.1.2测试装置及测试过程

6.1.3测试装置的稳定性及标定

6.1.4测试样品制备及表征

6.1.5吸氢测试结果

6.1.6机理分析

6.1.7小结

6.2容积法测量金属有机配合物的贮氢性能

6.2.1测试过程

6.2.2吸放氢测量结果及分析

6.2.3小结

6.3其它贮氢材料的贮氢性能

6.3.1样品介绍

6.3.2吸放氢测量结果及分析

6.3.3结论

第七章结束语

7.1研究工作总结及结论

7.2研究工作展望

参考文献

攻读博士学位期间发表和接收的论文及申请的专利

致谢

论文独创性声明及论文使用授权声明