微纳米CU20、ZNMOO3的形貌控制合成及性能研究

摘要

本论文以水热法、超声辅助法以及直接沉淀法制备了Cu2O、Cu2O/CNTs、ZnMoO4微纳米材料,表征了其结构,并讨论了它们可能的形成机制,评价了Cu2O作为光催化材料降解污染物的性能及ZnMoO4的光致发光的特性。结果如下:
　　(1)通过EDTA辅助水热法合成对称八个角的3D丝兰状Cu2O纳米颗粒,颗粒分散性良好,其表面略显粗糙。通过改变反应时间及得到的实验结果提出丝兰状Cu2O可能的形成机制。并相对于控制不同时间所得出的Cu2O纳米结构,3D丝兰状Cu2O在可见光照射下对亚甲基蓝(MB)的光降解显示出优异的光催化活性其降解率达到了97％。
　　(2)采用对环境无害的超声辅助法合成了粒径约为500nm六角锥状Cu2O纳米晶体。通过超声处理的影响,该纳米结构由许多纳米颗粒组成且其表面是粗糙。对于这种特殊的纳米结构,提出了初级纳米颗粒通过定向附着机制成核和生长的机理。所制备的Cu2O纳米颗粒在可见光照射下对罗丹明B(RhB)等水中有害有机污染物的光降解具有良好的光催化活性,其降解率达到了85％。
　　(3)通过PVP调控采用超声辅助法合成了均匀的六角锥状Cu2O/碳纳米管(HCC/CNTs)复合纳米颗粒。N,N-二甲基甲酰胺(DMF)与去离子水作为混合溶剂其比例是控制该形貌的关键条件。基于不同时间所得出的结果提出了一种可能的形成机制,即小颗粒附着成核和定性成长。HCC/CNTs在可见光照射下对苯酚污染物的光降解中表现出较高的光催化活性。
　　(4)采用直接沉淀法,以醋酸锌(ZnAC2)作锌源、钼酸铵(NH4)2MoO4)作为沉淀剂、十二烷基硫酸钠(SDS)作为表面活性剂,制备出以1μm薄纳米片组成莲花状ZnMoO4纳米颗粒。通过改变反应时间对产物之间的比较,得出ZnMoO4的形貌演变过程,其可能形成ZnMoO4的机理为成核和自组装过程。此外,制备的ZnMoO4的PL谱表明样品呈蓝紫色发射。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 微纳米材料的概述

1．2 微纳米材料的常用制备方法

1．2．1 超声波辅助合成法

1．2．2 微乳液法

1．2．3 水(溶剂)热法

1．2．4 模板法

1．2．5 化学沉淀法

1．2．6 溶胶凝胶法

1．3 微纳米材料的应用

1．3．1 在材料工程上的应用

1．3．2 在催化方面的应用

1．4 选题意义与研究内容

1．4．1 选题意义

1．4．2 研究内容

第二章 丝兰状Cu2O的控制合成及光催化性能的研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 试剂和仪器

2．2．2 实验步骤

2．3 结果与讨论

2．3．1 丝兰状Cu2O的结构和形貌分析

2．3．2 加入EDTA量的影响

2．3．3 氢氧化钠浓度的影响

2．3．4 丝兰状Cu2O形成机制的讨论

2．3．5 丝兰状Cu2O光催化性能的研究

2．4 结论

第三章 超声辅助法合成六角锥状Cu2O纳米晶体及其光催化性能研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 试剂和仪器

3．2．2 实验部分

3．3 结果与讨论

3．3．1 六角锥状Cu2O的形貌表征

3．3．2 加入PVP的量的影响

3．3．3 DMF／去离子水的体积比的影响

3．3．4 六角锥状Cu2O可能的形成机制

3．3．5 六角锥状Cu2O光催化性能的探究

3．4 结论

第四章 六角锥状Cu2O／碳纳米管复合材料的控制合成及性能研究

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 试剂和仪器

4．2．2 产品的制备

4．2．3 光催化活性的测定

4．3 实验结果与讨论

4．3．1 HCC／CNTs的表征与分析

4．3．2 PVP的量对HCC／CNTs的影响

4．3．3 DMF／去离子水的体积比的影响

4．3．4 HCC／CNTs的形成机理

4．3．5 HCC／CNTs的光催化性能

4．4 结论

第五章 莲花状ZnMoO4微纳米材料的控制合成及性能研究

5．1 引言

5．2 实验部分

5．2．1 试剂和仪器

5．2．2 产品的制备

5．3 结果与讨论

5．3．1 莲花状钼酸锌的形貌表征和物相分析

5．3．2 莲花状ZnMoO4的形成机理讨论

5．3．3 莲花状ZnMoO4光致发光的性能研究

5．4 结论

第六章 总结

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢