几种纳米材料的制备、表征及性能研究

来源 :江西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cytunyu
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发展纳米材料的新合成方法、拓展新体系、合成新结构和探索新性能是当前研究的前沿研究内容。近年来,微/纳米尺度配位聚合物材料的制备和应用引起了大家越来越浓的兴趣。不同形貌和结构的配位聚合物通过不同的方法制备出来。最近研究结果表明,通过以配位聚合物作为前驱体来合成纳米材料,可以优化材料的形貌和性能。通过精确地控制实验条件,不同微观结构的金属、金属氧化物、金属硫化物或者其他纳米材料都可以用配位聚合物作为前驱体来制备合成。本文以吡啶-2,5-二羧酸为配体,N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,用微波加热法快速制备了系列稀土配位聚合物超微球。然后将配位聚合物超微球在不同的气氛下煅烧,制备了稀土氧化物、碳载氮化物以及氰基氧化物的微米球。我们还利用归中反应在室温下制备了尺度极小的半导体纳米金属氧化物。对获得的产物用了各种检测技术来进行表征,例如:X-射线粉末衍射(XRD),红外光谱(FTIR),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)等。本论文的主要内容如下:(1)稀土配位聚合物超微球的制备稀土配位聚合物以吡啶-2,5-二羧酸为配体,N, N-二甲基甲酰胺为溶剂,微波加热5min制备得到。合成的亚微米球直径为100-400纳米。(2)以稀土配位聚合物超微球为前驱体在不同气氛中制备其它材料的研究选择La、Gd、Y的配位聚合物在空气、氮气、氨气中高温煅烧。结果表明,在空气中煅烧后,产物为稀土氧化物亚微米球。在氮气中煅烧后,La-CPs的产物为LaN/La2O3/C的复合物,Gd-CPs和Y-CPs的产物分别为Gd2O3/C和Y2O3/C。在氨气中煅烧后,La-CPs的产物为La2O2CN2,Gd-CPs的产物为GdN/Gd2O3/C,Y-CPs的产物为Y2O3/C。上转换发光性能测试表明所合成的材料具有良好的发光性能。空气中煅烧后得到的氧化物,上转换性能最好。虽然配位聚合物的发光性能明显优于氮气和氨气煅烧后的产物,但是强度明显弱于氧化物的发光强度。将氮气或氨气中煅烧后得到的复合物中的氧化物和氮化物除去,可以获得多孔碳亚微米球。由多孔碳制成的超级电容器表现出了优越的电学性质。(3)氧化亚铜纳米晶的归中法制备及其吸附光催化性质研究利用归中反应在室温下合成微观尺寸极小的氧化亚铜纳米晶,其作为集成光催化吸附剂对水体中的有机污染物表现出了很高的吸附能力及优越的光催化活性。实验结果显示,获得的产物对腐殖酸的最大吸附量可以达到405.5mg·g-1,同时在2h内可以在可见光下降解99.5%的腐殖酸分子。另外对刚果红、甲基橙也有很好的吸附光降解活性,也可以应用于实际水体系的净化处理。
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