PbTiO3微纳米结构的制备、表征和性能研究

来源 :浙江理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aaajane
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
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。
其他文献
随着科技的发展与经济水平的提高,电脑、手机、微波炉等家用电器已在日常生活中普及。它们为人们提供便利的同时也带来了电磁辐射,这导致生活中的电磁环境日益恶化。研究表明
目的:研究心理干预在乳腺癌病人护理中的应用效果。方法从我院收治的乳腺癌病人中选取66例进行分析。结果经过比较,观察组病人在生存质量方面都优于对照组,具有显著差异(P<0.05)。
现行农村金融体制在配置农村金融资源方面具有不公平和低效率的特征,为了构建一个符合我国农村经济发展实际情况的多元化农村金融体系,必须打破现有农村金融体制。在农村建立
近几年随着全民健身运动的蓬勃发展,动感单车作为一种简单高效的有氧健身器材日益受到大众喜爱。但是,随着科学健身理念的增强,传统动感单车健身存在的问题已日趋突显。锻炼
2002年第3期《中国质量技术监督》杂志刊登的《伪造许可证还是无证》一文,对某水泥厂经销部销售标注过期生产许可证标志的水泥违法行为一案,提出了三种不同的处理意见:一是定
数字图书馆是科学技术在图书行业中应用的明显体现,信息技术的发展使得图书馆从纸质版开始升级到信息化的电子版,数字图书馆作为新出现的事物,未来将会具有良好的发展前景。
积极关注食品质量、努力营造安全环境历来是党和政府心中所关心的一件大事.今年7月份发生的"膨化食品铝超标事件"和8月份发生的"油条铝超标事件"引起了国内外食品生产、加工
高等职业教育在我国已经发展多年,但在教育教学质量管理中仍存在教师队伍结构不合理、教育观念陈旧、教学实践性不足、教学管理机制缺位等问题。建立高素质的教师队伍和管理队
目前,我国国有企业面临产权改革及党企关系这两大难题,本文对此进行了思考,并提出了具有前景性的建议。
营区安全防范工作十分重要,这关系到哨兵的安全以及营区整体的安全,因此必须要加强营区的安全防范工作。文章通过对营区安全监控系统的设计,有效地提升营区综合管理水平,进而