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《不同形貌納米氧化物的制備及性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、分類號學號D201277177學校代碼10487密級博士學位論文不同形貌納米氧化物的制備及性能研究學位申請人：查汝華學科專業(yè)：材料學指導教師：郭新教授答辯日期：2015年5月13日ADissertationSubmittedinFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofEngineeringNanostructuredOxideswithUnusualMorphologies:SynthesisandPropertiesCandidate:Ru-HuaZhaMajo
2、r:MaterialsScienceSupervisor:Prof.XinGuoHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.Chinath13May,2015獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是我個人在導師的指導下進行的研究工作及取得的研究成果。近我所知，除文中已標明引用的內容外，本論文不包含任何其他人或集體已經發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。學位論文
3、作者簽名：日期：年月日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，即：學校有權保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權華中科技大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。保密□，在______年解密后適用本授權數。本論文屬于不保密?。（請在以上方框內打―√‖）作者簽名：指導教師簽名：日期：年月日日期：年月日華中科技大學博士學位論文摘要特殊形貌的納米結構，往往賦予材料特殊的光、電
4、、磁等性能，尤其在光催化降解污染物、染料敏化太陽能電池、氣體傳感器等諸多領域顯示出極大的潛在價值。近年來在納米結構控制領域取得一定的進展，但獲得形貌和尺寸隨意調控的納米結構仍然是一個挑戰(zhàn)，需深入研究。本博士論文工作選用TiO2、ZnO、SiO2等材料作為研究體系，根據性能需要合成了特定形貌的納米材料，并研究其在水處理、光催化、力學、熱學等方面的應用，努力探索物質的結構與性能之間的聯(lián)系。主要研究內容如下：1．不同形貌納米TiO2的合成與表征：以TiF4為鈦源，利用乙醇作為溶劑，采用溶劑熱法合成了一系列的不同形貌和尺寸的納米T
5、iO2顆粒。對這些不同形貌納米TiO2顆粒的合成過程進行深入研究發(fā)現，定向吸附、奧斯特瓦爾德熟化、濕法刻蝕等理論被用來解釋其形成機理。研究發(fā)現，在合理的機理指導下，控制反應體系的物質組成、反應溫度及pH等因素可以更好地控制形貌。研究表明，本實驗提供了一種普適的方法，可以應用于合成不同形貌的納米氧化物。2．特殊形貌TiO2的合成及吸附Cd(II)的性能研究：成功地制備了兩種高比表面積的TiO2顆粒，即蒲公英和球花。蒲公英和球花的形成過程表明，在蒲公英狀TiO2的演化過程中，其晶體生長過程逐漸轉變成動力學控制過程，活性的納米粒
6、子優(yōu)先在微球表面生長。以鹵化物作為形貌控制劑，沿特定方向生長，最終形成蒲公英狀的結構；而球花狀的TiO2顆粒是由多層納米片層疊加形成的產物，其形成機理可以分為聚集、溶解-結晶和奧斯特瓦爾德熟化三個階段。水處理研究表明，這兩種特殊形貌的TiO2均是高效的治污納米材料。3．TiO2/ZnO納米異質結的制備及其光催化性能的研究：利用溶劑熱法成功地制備了兩種不同形貌的TiO2/ZnO異質結，為特殊形貌異質結的合成提供了一種有效的方法。TiO2/ZnO異質結中TiO2與ZnO的耦合增加了載流子的壽命，并提高了界面電荷的分離效率。光催
7、化研究表明，兩種異質結均表現出優(yōu)異的光催化活性和可循I華中科技大學博士學位論文環(huán)使用性。同時，為特定功能材料的合成做了一些嘗試性的探索。4．單一維度納米結構環(huán)氧樹脂復合材料的性能研究：利用介孔SiO2作填料來改性環(huán)氧樹脂，并對復合材料的力學、熱學、介電等性能進行研究。結果表明，具有高比表面積的介孔SiO2可以提高復合材料的拉伸模量、拉伸強度、韌性等；同時，其儲能模量和玻璃化轉變溫度(Tg)降低。5．多維度納米結構環(huán)氧樹脂復合材料的性能研究：利用二維蒙脫土的片層結構與納米TiO2的球形結構與環(huán)氧樹脂基體相結合，充分利用不同維
8、度填料的協(xié)同效應，來提升復合材料的綜合性能。尤其是所合成的TiO2納米粒子具有高的比表面積，能賦予材料更多的活性位點，這將有利于促進納米填料與環(huán)氧樹脂基體之間的界面相互作用，從而形成新的立體交聯(lián)網絡來提高材料的性能。研究表明，不同維度復合材料的力學、熱學、介電等性能都有全面的提高。這種協(xié)同效應的機理也有
