二氧化锡和硫化锌纳米材料的合成与性质研究

摘要

微尺度结构的研究与发展涉及到三个关键方面：合成与组装、性能表征、应用开发。本论文在综合考虑这三方面的基础上，旨在探索一些无机材料及其纳米结构的化学合成与性质。包括利用热解法实现了SnO<,2>多孔结构的合成；采用简单的液相化学路线制备了SnO<,2>空球和三维结构；利用室温晶化法控制合成了Sn02空球和棒束；成功实现尺寸可控的ZnS等级制结构的合成。并研究了目标产物的气敏、催化等性质，为探索形貌与性质间的关系提供了实验依据。具体内容简要归纳如下： 1．作者提出有机分子热解合成SnO<,2>多孔结构。在加热过程中，有机分子作为前驱物逐渐分解，气体产生并溢出，致使多孔结构形成。这种方法不需要额外加入任何模板，生成物在体系中能自发的组成多孔结构。而在以前合成多孔结构的方法中，用作模板的材料都是必需的。合成的多孔材料具有较大的比表面积，对甲醇分解反应有潜在的催化性。这种通过前驱物热解来获得纳米结构的方法，为我们控制其他金属氧化物多孔纳米结构的生长提供新的思路。 2．(a)作者以对苯二酸为助表面活性剂，和表面活性剂十二烷基苯磺酸钠在反应过程中形成微乳液，作为软模板控制SnO<,2>空球的生成。利用对苯二酸较小的位阻效应，成功地获得大量的Sn02纳米空球。并且讨论了其气敏性能。(b)作者采用液相化学合成法成功获得了SnO<,2>三维结构。作者把锡片引入反应体系，让锡片在反应过程中既作反应物又作生成的SnO<,2>纳米结构的基底。这种方法不需要任何模板、表面活性剂及基底。这种容易控制的路线可能启发我们制备其它的三维结构。 3．作者提出了一种室温湿化学法制备SnO<,2>空球和棒束。作者将胶体晶化的方法发展完善，并且结合软模板，在室温下控制目标材料的形貌。其中表面活性剂的组装体作为反应的软模板起了非常重要的作用。这种方法所需温度较低，简单易操作，形貌可以控制，大大简化了SnO<,2>材料的合成。并且讨论了其电化学和催化性能。 4．作者通过选择合适的配位剂成功实现了产物ZnS晶体形貌和尺寸的控制。在反应中巯基乙醇酸作为配位剂形成Zn-硫醇配合物，通过对成核生长速度和自组装过程的控制，获得不同尺寸的ZnS等级制结构。作者对ZnS等级制结构进行了详细的表征，对其形成的机理也作了初步探索。并讨论了其光催化性能。

目录

文摘

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第一章绪论

§1.1引言

§1.2纳米材料的特异效应和性质

§1.2.1纳米材料的特异效应

§1.2.2纳米材料的性质

§1.3纳米晶体的组装

§1.3.1无机矿物质的分子直接组装

§1.3.2纳米晶体组装的条件

§1.3.3纳米晶体的形状

§1.3.4粒子的溶液相组装

§1.3.5纳米晶体组装的生长机理

§1.4 SnO2纳米材料的研究现状

§1.4.1 SnO2纳米材料的结构特点、性质和应用

§1.4.2 SnO2纳米材料的合成

§1.5本文使用的表征方法和测试手段

§1.5.1物相表征和形态观测

§1.5.2成分分析

§1.5.3性质分析

§1.5.4常用的计算公式

§1.6本论文的主要工作

参考文献：

第二章无机纳米材料的溶胶凝胶法制备及性能研究

§2.1热解法合成二氧化锡多孔材料及其催化性质研究

§2.1.1引言

§2.1.2实验部分

§2.1.3产物的表征

§2.1.4形成机理的初步研究

§2.1.5催化性质的研究

§2.2非线性光学材料β-BaB2O4纳米网络结构的合成

§2.2.1引言

§2.2.2实验部分

§2.2.3产物的表征

§2.2.4形成机理的初步研究

§2.2.5光学性质的研究

§2.3小结

参考文献：

第三章二氧化锡纳米材料的液相可控生长与组装及性质研究

§3.1二氧化锡空球的液相合成及性质研究

§3.1.1引言

§3.1.2实验部分

§3.1.3产物的表征

§3.1.4形成机理的初步研究

§3.1.5性质的研究

§3.2二氧化锡花状结构的控制合成

§3.2.1引言

§3.2.2实验部分

§3.2.3产物的表征

§3.2.4形成机理的初步探索

§3.1.5荧光性质的研究

§3.3小结

参考文献：

第四章室温晶化法实现二氧化锡空球和棒束的可控生长

§4.1引言

§4.2实验部分

§4.3产物的表征

§4.4反应机理的初步研究

§4.5性质研究

§4.6小结

参考文献：

第五章尺寸可控的硫化锌等级制结构的合成及性质研究

§5.1引言

§5.2实验部分

§5.3产物的表征

§5.4形成机理的初步探索

§5.5光学性质的研究

§5.6光催化性质的研究

§5.7小结

参考文献：

附录 博士期间完成的工作

致谢