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纳米材料的控制生长技术是当前纳米领域待解决的重要问题。本文以基于水热和溶剂热的方法合成复杂纳米结构;深入研究了低维硫化物纳米结构(包括准一维纳米结构,及基于准一维纳米结构的复杂/分级纳米结构)生长机理以及相应的形貌演化规律。主要内容和创新包括以下几个方面:
⑴Sb2S3纳米棒基束状超结构合成及形貌演化与生长机理研究。以表面活性剂辅助水热方法制备了Sb2S3准一维纳米结构及束状复杂纳米结构。这种基于长直纳米棒的形貌均一的束状超结构此前未见报道。首次提出不完全取向连接在束状超结构的合成过程中起到关键作用。将不完全取向连接的机理作用范围从准零维纳米结构推广到了准一维情形;通过调控实验参数研究了其它条件对终产物的影响,实现了束状超结构到分级纳米球的转变,验证了我们提出的基于不完全取向连接的机理的合理性。
⑵Sb2S3纳米管状结构及基于管状结构的复杂纳米结构的合成及生长机理研究。成功合成了Sb2S3的管状纳米结构,并实现了基于Sb2S3的管状纳米结构的复杂纳米结构。通过详细实验分析发现其机制与碳纳米管等无限二维层状物质的卷曲成管机制不同,提出了“取向生长-边缘融合”的生长模型,详细研究了管状纳米结构形成机制。此发现将有助于此类复杂纳米结构的批量合成。
⑶强量子限域有机-无机复合体系的控制合成及尺寸、形貌演化。以复合溶剂热方法合成了具备强量子限域效应的ZnS/乙二胺复合纳米片状结构,首次通过调控溶剂中不同成分配比实现了对于片状纳米结构尺寸和厚度的连续调控;调控了体系的光吸收性质;初步研究了片状纳米结构控制合成机理。