【摘 要】
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具有中空结构的低维纳米材料由于具备密度小、比表面积大等优点,可望应用于生物医药、传感器、催化、能源等领域,因此引起了人们的广泛关注。本文探讨了两种有效合成中空纳米
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具有中空结构的低维纳米材料由于具备密度小、比表面积大等优点,可望应用于生物医药、传感器、催化、能源等领域,因此引起了人们的广泛关注。本文探讨了两种有效合成中空纳米材料的方法,分别制备了空心微球与纳米管,并且初步研究了其性能,具体的研究内容如下：(1)以苯乙烯-丙烯酰胺共聚乳胶粒子(PSAM)为模板,通过溶胶凝胶法一步制备了有机-无机杂化空心微球(PSAM/Nb2O5)。将上述产物经过煅烧处理,可以进一步得到无机空心微球(Nb2O5)。研究了前驱体的用量、煅烧温度对于产物形貌以及晶型的影响,并探究了不同晶型的Nb205之间的差异性和光催化性能。研究发现,Nb205在550℃煅烧后仍保有良好空球结构,呈现TT晶相,具有比传统n型半导体更优越且独特的催化性能。同时,利用该空心微球构筑了颗粒薄膜光电器件,发现器件只在350 nm波长紫外光的照射下能产生光生电流(11.5 nA),具有良好的光选择响应性。(2)通过苯胺寡聚体在油水界面的自组装方法得到一种新型纳米线,并研究了不同溶剂作为有机相对于纳米线生长的影响。所得到的纳米线具有良好的水分散性、可通过有机溶剂溶解除去、表面带负电荷易于表面改性等特点。以上述纳米线为模板,通过化学氧化法制备了聚苯胺纳米管(PANI),进一步通过静电吸附及原位还原法得到以Au纳米粒子修饰的PANI/Au复合纳米管,并研究了不同苯胺的量、不同的载金量以及不同的载金温度对于产物形貌的影响。以NaBH4还原对硝基苯酚(4-NP)的反应作为模型来研究PANI/Au复合纳米管的催化性能,结果显示对硝基苯酚在30 min时的转换率达到约80%,证明材料具备良好催化潜能。
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