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单晶铁电氧化物微纳米结构形貌和性能的调控是功能氧化物材料研究领域的热点之一。钙钛矿相PbTiO3是典型的铁电功能材料,对其形貌尺寸和性能的研究,为探索和拓展钙钛矿氧化物的应用提供重要指导。首先,本论文采用水热法,成功制备了具有均匀尺寸的单晶钙钛矿相PbTiO3(PT)微米片,探索了不同反应时间、温度和修饰剂浓度等条件对水热产物的影响,在此基础上,采用XRD、SEM、TEM、FT-IR等测试方法对所制备的样品进行了系统的微结构表征,并深入探索了单晶钙钛矿相PT微米片的晶体生长机制,研究了样品对亚甲基蓝(MB)水溶液的高效吸附性能。其次,本论文以水热生长的单晶单畴钙钛矿相铁电PT纳米片作为模板和修饰剂,采用水热法成功制备了顶端具有规则刻面的金红石相TiO2纳米棒,并系统研究了其晶体生长过程。本文的研究内容和主要工作如下:(1)以乙醇作为表面活性剂,在以P25作为钛源,NaOH作为矿化剂的实验条件下,成功制备出来了方形单晶钙钛矿相PT微米片。其最佳实验条件为:水热温度为200℃,水热时间为12 h,乙醇浓度为71%。所制备的PT微米片边长约为4-6μm,厚度约为150-200nm,形貌均匀,分散性良好。在研究水热反应时间对产物形貌和物相演化的基础上,详细探索了所制备的钙钛矿相PT微米片的晶体生长过程,提出了如下生长机理:反应的初始阶段,通过溶胶-凝胶反应,形成了前驱体;在强碱性环境中,反应产物之一的钙钛矿相PT纳米片溶解形成大量的薄的纳米片和纳米颗粒,为后续反应提供了反应骨架模板和反应物料。这些纳米片和颗粒在乙醇的作用下均匀分散;随着反应时间的增加,纳米片和颗粒结晶附着到骨架上,定向排列,形成了形貌规则的正方形钙钛矿相PT微米片。铅的氧化物纳米片在骨架成形的过程中发挥了重要作用,在晶体生长过程中,乙醇分子被吸附到Pb-Ti-O的骨架表面,随着反应时间的延长,水热体系中的物料颗粒不断扩散到骨架表面,形核结晶,生成小尺寸的PT纳米片。最后,小尺寸PT纳米片在表面修饰剂乙醇分子的引导下,产生取向聚集和堆叠,并进一步晶化,形成形状规则的正方形PT微米片。(2)对上述(1)中制备的钙钛矿相PT微米片进行染料吸附降解研究表明,PT微米片对浓度为10-55 mol/L的MB水溶液具有强烈的吸附性能,在5 min时间内,0.1 g PT微米片可将MB水溶液中的MB分子完全吸附,使蓝色透明的MB水溶液变成无色透明的水溶液。通过对比实验,PT微米片对浓度为10 mg/L的甲基橙(MO)水溶液进行吸附,橙色的MO水溶液颜色并没有显著的变化,发现PT微米片对MB水溶液的吸附能力比对MO水溶液的吸附能力高。通过对比MB和MO的分子本征结构,提出了所制备的钙钛矿相PT微米片对MB具有强烈吸附性能的机制。(3)以TBOT、硝酸和去离子水为反应原料,利用水热法制备了由大量纳米棒以自组装形式团聚生长而成的金红石相TiO2微米球,其尺寸为12μm。通过SEM和TEM等一系列的表征,发现为了降低表面能,晶粒就会以高能面联结的生长方式团聚起来生成金红石相TiO2微米球。分别以钛酸四丁酯(TBOT)为钛源、钙钛矿相PbTiO3纳米片为共同钛源与模板、硝酸和去离子水为反应原料,利用水热法制备了顶端具有规则刻面的金红石相TiO2纳米棒,纳米棒长约为100 nm,径向尺寸为20 nm,形貌均匀。研究发现,单晶钙钛矿相PbTiO3纳米片在酸性溶液中马上生成并为TiO2纳米棒的形成提供基本的骨架,TBOT在水热的条件下形成的TiO2粒子吸附到骨架上。