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纳米材料是纳米科技的物质基础。低维纳米材料由于维数和尺寸的减小,会发生电子能态的变化和在光、电、磁等性能方面表现出特殊的性质,因而在催化,染料,传感,分离,治疗和新材料等很多方面有着广阔的应用前景。低维纳米材料的合成已成为当前纳米材料研究领域的热点和前沿之一。简单,高效,大量的合成高质量的纳米材料以及不同结构,形貌的可控制备仍然充满了挑战。
本论文主要研究了以多种方法制备低维度的纳米材料,并对反应机理和相关性能做了研究。具体归纳如下:
(1)研究了镍纳米粒子在Heck反应中的催化作用。通过在高沸点溶剂三辛基氧膦中,热分解有机镍的配合物,得到了立方相的单质镍纳米粒子,研究了其在Heck偶联反应中的催化活性,实验结果显示镍催化剂有着优良的催化性能。我们用MS,1H-NMR13C-NMR,IR等手段表征了催化反应的产物,得到了优秀的产率;
(2)以一种新颖的方法构筑了竹节型的碳纳米管。以聚合物微球为模板,控制二乙烯苯(DVB)在聚丙烯酸甲酯(PMMA)微球表面的含量,通过900℃高温碳化,在无催化剂的条件下首次制备了大量竹节型的碳纳米管,并通过TEM,SEM,TGA的表征,研究了其生长机理;
(3)以聚合物微球为模板,通过高温碳化,大量的合成实心和空心的碳球。我们用种子聚合的方法在聚合物微球上共聚上二乙烯苯(DVB),在900℃高温下碳化,对碳自身的磁性进行了初步的研究,显示出随着升温速度增加,碳材料的磁性也得到了增强;
(4)用一价铜的链状配合物为源模板合成硫化铜纳米线和纳米管。利用一价铜与配体生成的长链配合物,既作为模板,又作为目标产物的源化合物,通过固相反应和水热合成,简单,有效,大量的制备了CuS的纳米线和纳米管。