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纳米材料的结构、形貌及其尺寸决定了它们的性能与应用前景。探索纳米材料的可控制备,特别是开发一些具有较强调控能力,且制备条件温和、操作简单、成本低廉、环境友好的液相合成方法,具有重要的理论和现实意义。
氧化锌和钛酸钾是重要的功能材料,在一些领域已经得到了应用,并在很多领域具有潜在的应用前景,研究它们的可控制备具有重要的价值。基于此,本论文开展了以下几个方面的研究工作:
1.在超声波作用下,乙二醇和乙酸锌之间发生反应,制备了两种新的金属醇盐化合物;以它们为前驱体,分别得到了多晶管状、纳米锥状、球形以及具有八面体外形的氧化锌纳米结构。
2.在乙醇和水的混合溶剂中,采用均匀沉淀法直接制备小尺寸的氧化锌纳米棒;通过改变实验条件还可得到管状和锥状的氧化锌,以及“蝴蝶”状的碱式碳酸锌。
3.通过化学浴沉积法制备了均匀、致密的过氧化锌薄膜;薄膜和基底具有良好的结合力,并显示出较好的摩擦学性能,和钢球对摩时,摩擦系数达到0.12;考察了温度处理对薄膜的摩擦学性能和光学性能的影响,并以热处理后的氧化锌薄膜为基底,制备了取向的氧化锌阵列。
4.利用室温条件下发生在锌片表面的吸氧腐蚀反应,在含饱和Zn(II)离子的碱性溶液中,在锌片表面制备了高度取向、高密度的纳米氧化锌阵列;考察了氧化锌阵列的光致发光性能和场致发射性能。
5.通过界面反应,在铝片表面构筑了Zn-Al类水滑石多孔结构。经表面修饰后,可得到与水接触角接近150°的疏水表面;通过改变制备条件,可以实现对多孔薄膜生长速率以及孔结构的调节。
6.通过微波辅助的方法,在浓碱溶液中制备了六钛酸钾纳米纤维;考察了温度处理对纤维形貌的影响,发现钛酸钾纳米纤维束经800℃处理后,能相互融合而成为单晶纳米棒。利用透射电子显微镜,原位制备了钛酸钾纳米棒,并对其生长行为和生长机理进行了研究。