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通过文献调研发现,无机纳米材料的结构、维度、形貌、尺寸等因素对它们的功能性能有着直接影响。如何实现对纳米材料的这些因素进行有效控制,是本论文的宗旨。水热法合成纳米材料是当代化学和材料学研究中最引人注目的领域之一,本文主要利用水热合成的方法,设计不同的实验路线,通过各种实验条件的调控与探索,实现对无机功能材料纳米结构的调控合成,成功地合成出了金属氧化物、碳酸盐、金属硫化物及C60等多种体系的纳/亚微米结构,建立了几个纳/亚微米体系的化学合成新途径。主要成果如下。
1、在水热条件下,借助于表面活性剂的软模板作用,利用嵌段共聚物P123对产物的形貌进行有效地控制,以及锌在强碱的作用下可以形成配合阴离子,合成了形貌均一的ZnO纳米棒/纳米线。由于模板P123本身是聚合结构(PEO20-PPO70-PEO20)n,它并不参与反应,处理得当可以重复循环使用,这样不仅可以节约生产成本,而且容易实现纳米材料制备过程的“零排放”和“环境友好”。
2、在各种水热条件下得到了不同形貌的SrCO3纳米材料。通过改变温度及反应物的浓度,在反应体系中添加水合肼、尿素、碳酸钠等,分别得到了棒状、鸡爪状、花束状、棒束状、中空的块堆积棒状聚集体,以及由块堆积棒状SrCO3粒子聚集成的空心球。并对P123的模板作用和聚集体形成机理进行了探讨。
2、在一定浓度P123存在的条件下,利用物质的自组装特性,用水热方法合成了不同形貌的CdCO3棒束聚集体结构。
4.利用水热法,在多孔氧化铝模板中分别填充了硫化锌纳米线和C60纳米线,制得了硫化锌纳米线有序阵列和C60纳米线有序阵列。