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1、本論文在大量文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上,總結(jié)了納米材料的結(jié)構(gòu)、制備、形成機(jī)理和性質(zhì)應(yīng)用等方面的進(jìn)展,重點(diǎn)闡明了無機(jī)層狀納米材料的水熱、溶劑熱制備,并對(duì)其形成機(jī)理和性能進(jìn)行了初步的探討。 在此基礎(chǔ)上,發(fā)展了表面活性劑輔助水熱/溶劑熱合成路線,制備了VA族銻、鉍單質(zhì)的納米帶,以及它們的花朵狀、放射狀和頁巖狀片層納米結(jié)構(gòu);獲得了基于納米薄片的氧化鎳空心球。運(yùn)用水熱淬火的方法制備了羥基氧化鋁和氧化鋁納米纖維。提出了超臨界水熱降解策略處理聚乙烯廢料
2、,通過選擇不同的反應(yīng)參數(shù),獲得了以介孔碳為代表的多種碳納米材料。經(jīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析并結(jié)合相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道,探討了這些層狀納米結(jié)構(gòu)的形成機(jī)制。此外,還對(duì)它們的一些性能進(jìn)行了研究,如氧化鎳空心球比表面積對(duì)其電化學(xué)性質(zhì)的影響和介孔碳的電化學(xué)儲(chǔ)氫能力等。論文中取得了一批創(chuàng)新性成果,主要內(nèi)容概括如下: 1、在聚乙烯醇(PEG)的輔助下,實(shí)現(xiàn)了水熱法大規(guī)模合成稻草捆狀銻納米帶束(產(chǎn)量在90%以上)。通過改變PEG的分子量,能夠調(diào)節(jié)所得納米帶束
3、的尺寸。電子顯微照片顯示這些納米帶具有緊密排列的層狀結(jié)構(gòu),預(yù)期這種層狀結(jié)構(gòu)會(huì)在能量?jī)?chǔ)存上有所應(yīng)用。系統(tǒng)地研究了不同反應(yīng)條件,包括溶劑、還原劑、表面活性劑、反應(yīng)溫度和反應(yīng)物初始濃度對(duì)形成銻納米帶束的影響。在此基礎(chǔ)上,提出了銻納米帶束的可能生長(zhǎng)機(jī)理:固-液-固(S-L-S)轉(zhuǎn)化和表面活性劑輔助定向生長(zhǎng)過程。J.Crystal Growth審稿人評(píng)價(jià)“該項(xiàng)工作探討了影響銻納米帶束形成的各種因素,尤其是給出了表面活性劑控制銻納米帶生長(zhǎng)的直接證據(jù)
4、”。 2、利用溫和條件下的水熱還原反應(yīng),成功制備了多種銻和鉍的層狀納米結(jié)構(gòu),達(dá)成了由一維/二維結(jié)構(gòu)向三維結(jié)構(gòu)的構(gòu)造。通過選擇合適的乳液體系(o/w或w/o)和表面活性劑,很容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物形貌的控制。Aust.J.Chem.審稿人認(rèn)為“通過設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)參數(shù),這種表面活性劑輔助水熱乳液路線有望用于合成其他無機(jī)層狀材料的復(fù)雜納米結(jié)構(gòu)”。該項(xiàng)工作引起了國(guó)際同行的關(guān)注,Nova Science出版公司來信約稿,為New Developm
5、ents in Crysml GrowthResearch一書撰寫了一章,詳盡闡述了表面活性劑輔助水熱合成銻、鉍納米晶的情況。 3、在聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)的輔助下,實(shí)現(xiàn)了乙二醇熱法大規(guī)模合成外徑為100納米的氧化鎳(NiO)空心球。這些空心球由厚度為3~5納米的氧化鎳納米薄片組成。通過改變引入PVP的量,可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)氧化鎳空心球的比表面積。一系列對(duì)比試驗(yàn)表明氧化鎳空心球的充放電能力隨其比表面積的增大而加強(qiáng),所得最大
6、放電容量為823 mAhg<'-1>。在阻隔溫度以下,氧化鎳空心球展現(xiàn)出相當(dāng)大的矯頑力(約1800 Oe)。 4、設(shè)計(jì)了一套簡(jiǎn)便的水熱一淬火方法用于制備γ-AIOOH納米纖維束,約80%的納米纖維具有二級(jí)結(jié)構(gòu):由直徑在5納米左右,平行排列的納米線構(gòu)成。納米纖維的形成機(jī)制可歸結(jié)為γ-AIOOH薄片受到熱應(yīng)力時(shí)發(fā)生的劈裂和卷曲,透射電鏡、高分辨透射電鏡和光透射譜都從不同角度闡述了這一機(jī)制。通過在500℃煅燒γ-AlOOH,獲得了γ
7、-Al<,2>O<,3>納米纖維束。由于這些納米纖維束的介孔特性,γ-Al<,2
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