钙钛矿型MZrO3(M=Ba,Sr)和MHfO3(M=Ba,Sr)中空纳米材料的合成与性能研究

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近年来,无机中空纳米材料因其具有低密度、高比表面积、低热膨胀系数、优良的表面渗透性和低折射率等特点而被广泛应用于催化剂,传感器,反应器和生物医药等诸多研究领域。本论文利用水热合成方法,在强碱的体系下成功合成出具有单晶结构的钙钛矿复合氧化物。MZrO3(M=Ba,Sr)和MHfO3(M=Ba,Sr)中空纳米材料,并且发现调节氢氧化钾浓度可以改变产物空心程度和颗粒尺寸,通过对比不同反应时间产物形貌及结晶情况,得知产物空心结构形成属于Ostwald熟化过程;且通过对比不同反应条件下产物形貌和结晶情况,讨论得出Ostwald熟化过程受碱度、温度、时间等反应条件协同影响。   BaZrO3中空纳米球表现出良好的吸附活性染料的性能,在酸性条件下,对多种活性染料的饱和吸附量都超过160 mg/g,特别是对活性绿KE-4B100%的饱和吸附量更是达到320 mg/g。该吸附剂在碱性条件下还表现出良好的可再生性,多次循环后吸附能力无明显衰减。同时,由于中空结构的钙钛矿复合氧化物自身结构的有序无序性及较多的表面缺陷,研究得出室温下,MZrO3(M=Ba,Sr)和MHfO3(M=Ba,Sr)四种钙钛矿中空纳米材料在紫外光辐照下,均能发出单一波长光波,使其在光电器件方面具有一定的应用潜力。   本文还发展了一种工艺简单,易于控制,更为安全有效并且可实现规模连续化生产的钙钛矿复合氧化物中空纳米材料制备方法,加热回流法,该方法制备得到的钙钛矿复合氧化物纯度高,粒径小,粒度均匀。
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