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不同尺寸与形貌的纳米材料的合成是纳米科学领域一个重要的研究内容。这是因为纳米材料与它们相应的块状材料相比在性质上有很大的不同以及它们在很多领域有潜在的应用价值。金属氧化物纳米材料作为纳米材料中重要的一类,具有独特的与尺寸和形貌相关的电、光和磁性质,这些性质使它们在锂离子电池、催化剂、磁存储和传感器等方面有着重要应用。作为一种新近发展的合成方法,微波法已经被广泛地用来合成无机功能材料。与传统的合成方法相比较,微波法具有对环境污染小、经济、省时和产率高等优势。在本论文研究中,我们主要利用微波辅助的溶剂热和水热法合成了WO3·(H2O)0.33,MoO3,Co3O4和CoO的纳米晶,并对它们进行了详细的表征。
(1)利用微波辅助的溶剂热法成功地合成了新颖的由纳米片组装的WO3·(H2O)0.33多级结构--“果仁状”、“花状”和“盘状”微粒。讨论了Na2H2EDTA和丙三醇在WO3·(H2O)0.33级结构形成过程中所起的重要作用。通过对不同反应时间的条件实验研究,探讨了WO3·(H2O)0.33多级结构的形成机理。
(2)利用微波水热法,以(NH4)6Mo7O24·4H2O和HCl作为前驱体,通过控制反应时间和pH值,选择性地合成了h-MoO3纳米棒和α-MoO3纳米带。通过对不同反应时间的条件实验研究,探讨了α-MoO3纳米带的生长机理。以α-MoO3纳米带为前驱体,用苄醇作还原剂,合成了MoO2纳米微粒。
(3)以苄胺为溶剂,分别以Co(NO3)2·6H2O和Co(Ac)2·4H2O为钴源,用微波溶剂热法合成了Co3O4球状微粒和CoO立方块微粒,并研究了它们对溴代邻苯三酚红,甲基橙和曙红的吸附效果。同时我们还比较了煅烧前以及煅烧后的Co3O4和CoO对溴代邻苯三酚红的吸附效果。