【摘 要】
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自组装法来制备无机纳米材料是目前的研究热点，自组装法不需要精密的仪器和大量的能量耗损，在低损耗、低成本的条件下，快速制备具有特殊形貌的无机纳米材料。二氧化钛纳米材料一
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自组装法来制备无机纳米材料是目前的研究热点，自组装法不需要精密的仪器和大量的能量耗损，在低损耗、低成本的条件下，快速制备具有特殊形貌的无机纳米材料。二氧化钛纳米材料一直以来都吸引着人们目光，近年来，二氧化钛材料正在探索包括色谱分离、光催化氧化还原反应和水分解、染料敏化太阳能电池、锂离子电池、气体传感器和药物递送载体在内的新颖且极有前景的应用。本论文利用自组装法制备了两种具有特殊形貌的二氧化钛纳米材料，一方面是以表面活性剂为软模板，自组装制备具有半球形形貌的二氧化钛颗粒;另一方面通过酸解纤维素微晶（Microcrystalline Cellulose，MCC）制备棒状的纤维素纳米晶(Cellulose Nanocrystals，CNC)来作为硬模板，混合二氧化钛的前驱体水解物质，在纤维素纳米晶的自组装过程中制备具有手性层状结构的复合材料。具体内容如下: 1、在疏水有机溶剂中溶解二氧化钛的有机前驱体钛酸正四丁酯(Tetrabutyl titanate，TBT)以及控制产物形貌的表面活性剂，控制反应温度及湿度，在敞口玻璃容器中利用简单的界面自组装法制备具有半球形形貌的水解产物，最终在450℃空气氛围下煅烧3h，得到粒径约为1μm的半球形二氧化钛纳米颗粒。 2、通过硫酸水解MCC制备棒状的CNC，由于磺酸基团能够螺旋接枝在CNC表面，因此CNC能够在一定浓度下形成具有手性螺旋结构的液晶态。通过TEM观察发现CNC的长度约为200nm，直径约为10nm;FT-IR结果表明酸解过程没有改变MCC和CNC的化学结构;XRD结果表明对比MCC，CNC的结晶度有明显提高。在偏光显微镜下观察纯CNC悬浮液制备的薄膜，发现其在偏振光下有双折射现象，整体呈现蓝色。 3、在CNC悬浮液中缓慢混合TBT，自然环境下干燥成膜。CNC在成膜过程中自组装成手性螺旋结构，TBT的水解产物在此过程中均匀的附着于CNC周围，共同参与自组装过程。在偏光显微镜以及SEM下观察发现，TBT的水解产物良好的混合在CNC手性向列结构中，随着CNC含量的减小，得到的薄膜螺距增大，且可以发现明显的指“指纹”结构。
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