过渡金属氧化物半导体纳米材料的合成及其在光催化/电化学方面的性能研究

• 作 者: 蒋金辉
• 机 构: 江苏大学
• 出 处: 江苏大学
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 过渡金属氧化物半导体纳米材料 溶剂热法 静电纺丝法 电化学性能 光催化性能 合成方法

过渡金属氧化物纳米材料在日益蓬勃发展的无机纳米功能材料与器件中扮演着重要的角色。这些纳米材料已经证明他们的特殊结构具有更为优异的光学，电学和催化性能，可广泛应用于各种重要的研究与生产。研究表明，纳米材料的尺寸，成分（或组成），结晶相的形态大多会对其特性产生影响。在合成过程中通过控制这些因素来获得具有特殊结构的过渡金属氧化物纳米材料现已成为当前材料学家研究的热点之一。　　因此本论文研究重点在于探索出方法简单，低能耗无污染并能够合成出具有特殊结构的过渡金属氧化物半导体纳米材料，探究了其可能的形成机理并研究了其在电化学、光催化方面的性能。论文的主要工作如下:一:片状组成的三维花状结构的Co3O4/C的溶剂热合成及其在电化学方面的性能研究　　本实验以硝酸钴为原料，在弱碱性条件下通过简单的溶剂热法合成出了具有特殊结构的Co3O4/C，并通过控制变量法来研究其形成过程，提出了可能的形成机理。此外，我们还将这种物质作为超级电容器的电极材料并研究了其相关的电化学性能，结果表明，这种具有特殊结构的Co3O4/C具有比Co3O4更优的电化学性能。　　二:静电纺丝法合成具有特殊结构的MgFe2O4及其在光催化方面的性能研究　　本实验以硝酸镁和硝酸铁为原料，在含有适量去离子水和无水乙醇的条件下，加入一定量的PVP，来配制前驱液，利用静电纺丝技术制备出前驱物，并通过随后的烧结过程获得具有管中棒的特殊结构的MgFe2O4。此外，我们对其在光催化降解抗生素方面的性能进行了研究，结果表明，这种特殊结构的MgFe2O4对四环素具有较好的降解效果。