【摘 要】
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近年来,纳米尺度结构的氧化物,尤其是纳米管、纳米线、纳米棒、纳米带等形貌特征的金属氧化物,因拥有奇异的性能特征,引起了科技领域的广泛关注。一维纳米材料在物理、生命、
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近年来,纳米尺度结构的氧化物,尤其是纳米管、纳米线、纳米棒、纳米带等形貌特征的金属氧化物,因拥有奇异的性能特征,引起了科技领域的广泛关注。一维纳米材料在物理、生命、工程等交叉学科领域应用前景广阔,因此备受关注。本文提供了3种实验体系进行了一维纳米结构的金属氧化物的制备研究,合成了各种形貌特征的带状一维纳米结构。利用SiO2材料为衬底,高分子金属络合物为前躯体,经过一系列热处理工艺,成功的合成了包括ZnO、MgO、NiO、PbO、Mn2O3、Co2O3、CuO、Fe2O3在内的8种一维纳米结构金属氧化物。分析了前驱体溶液的混合浓度、混合均匀程度、热处理温度、热处理时间、衬底种类等因素对合成一维纳米结构的金属氧化物的影响。本文报道了一种新的制备工艺―“熔点法”。在600℃温度下,利用金属Zn一步合成了长度大约10μm,厚度30~50nm的ZnO针状纳米带结构。并分析了热处理温度、保温时间、升温速度、升温方式对产物形貌的影响。研究表明热处理目标温度600℃,升温方式为渐进式升温为一步合成ZnO针状纳米带结构的最佳方案。利用表面覆盖ZnO纳米晶的金属Zn片作为衬底,以Zn2+和PVA组成的高分子络合物(MMC)为前躯体,经过一步法600℃热处理2h,成功合成了形貌特征均匀的纳米草状结构。并通过AFM进行了一维纳米结构ZnO力学性能初步的探索,发现了一维纳米结构不同于宏观物体的奇特力学特性。利用PL谱表征分析,研究了不同方法制备出的各种形貌带状ZnO一维纳米结构的光学特性,发现本文尝试的3种实验方法制备出的ZnO一维纳米材料,在激光的激发下发出的光均为绿光。使用3D软件,简单地讨论了一维纳米材料的生长机理,并构想了ZnO一维纳米材料工业化生产的流水线模型。
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