【摘 要】
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本论文利用软化学中的低温液相法、微波法和超声法,分别合成了多孔的β-Bi2O3纳米环和多孔花状的α-Bi2O3以及米字型Bi2O3-ZnO和球形Bi2O3-Al2O3复合氧化物功能材料。对材料
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本论文利用软化学中的低温液相法、微波法和超声法,分别合成了多孔的β-Bi2O3纳米环和多孔花状的α-Bi2O3以及米字型Bi2O3-ZnO和球形Bi2O3-Al2O3复合氧化物功能材料。对材料的结构和性质进行了表征和研究,并对产物的形成机理进行了探讨。主要研究内容和结果归纳如下: 1.在乙二醇和无水乙醇的混合体系中,采用溶剂回流技术,成功合成了新颖的由多孔纳米粒子组装而成的环状β-Bi2O3.透射电镜(TEM)揭示了这些多孔纳米粒子的平均孔径为8nm,由它们组成的纳米环绝大多数平均内径为200nm,环的厚度约为20nm。这些纳米环陈化10天后可以长成向日葵状的纳米盘,且花冠结构明显;陈化20天后长成多孔状的纳米饼。室温荧光光谱显示氧化铋纳米环材料具有光学性质。并且循环伏安法表明所合成材料的吸附能力很强,反应活性较高。这种材料有望在发光陶瓷和高性能的催化剂领域得到良好的应用。 2.以五水硝酸铋和乙二醇为原料,利用微波加热法制备了多孔花状纳米α-Bi2O3,并对组装机理进行了初步探讨。通过改变反应温度、pH值、反应时间和反应物浓度来调控产物的形貌,并利用FT-IR、XRD、SEM、氮气吸附等方法对产物的结构和性质进行了表征与研究。结果表明,反应物在酸性溶液中加热至120oC后才可以生成α-Bi2O3.反应物的浓度和溶液的pH值对产物的形貌有较大的影响。反应物的浓度为0.01mol/L时,产物为片状结构;当反应物的浓度增大到0.05 mol/L时,产物为条片状晶体堆叠而成的多孔花状结构,随着反应物浓度的继续增大,产物转化为绣球状多孔粒子。另外,增大pH值增大到4.5和6.5时,产物成为花瓣和花蕊状晶体。氮气吸附试验表明,所合成的多孔花状纳米材料比表面积大,具有较好的吸附能力。 3.利用超声液相掺杂法合成了具有“米字形”枝晶结构的Bi2O3-ZnO纳米复合氧化物。
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