本文選題：二氧化鈦　切入點：AAO　出處：《杭州師范大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：隨著一維納米材料在電學、光學等領(lǐng)域的廣泛應用,其制備方法獲得了快速發(fā)展,例如溶膠-凝膠法、氣相沉積法、靜電紡絲法等。然而迄今為止仍然缺乏高度取向、結(jié)構(gòu)可控一維納米材料的構(gòu)筑方法。針對這些問題,在本論文中我們采用“軟模板”與“硬模板”相結(jié)合的策略,通過旋涂或高分子共混物/嵌段共聚物與陽極氧化鋁模板(AAO)的共同作用,成功制備了取向度較高的二氧化鈦納米棒(管);采用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線衍射儀(XRD)等手段表征了其結(jié)構(gòu),并系統(tǒng)考察了前驅(qū)體含量、共混高分子組分以及嵌段比例等因素對其結(jié)構(gòu)和晶體顆粒的影響規(guī)律;在此基礎(chǔ)上,通過二次旋涂或者水熱方法,獲得了二氧化鈦/氧化鋅一維納米復合材料;以場發(fā)射為例,探討了所得一維納米材料的性能,并明確了二氧化鈦晶體顆粒尺寸在其結(jié)構(gòu)與性能之間扮演的重要角色。1、旋涂與AAO模板相結(jié)合構(gòu)筑高度取向二氧化鈦納米棒/管及其場發(fā)射性能研究:將二氧化鈦前驅(qū)體異丙醇鈦(TTIP)在AAO模板上直接旋涂,經(jīng)高溫煅燒和模板去除,成功制備了高度取向的一維二氧化鈦納米材料;通過前驅(qū)體含量、煅燒溫度等參數(shù)的調(diào)控,可以有效控制其管壁厚度、晶體類型等;考察了所得材料的場發(fā)射性能,結(jié)果表明,二氧化鈦晶體顆粒尺寸在其中扮演了重要角色,即,在其它條件不變的情況下,顆粒尺寸越小,其場發(fā)射性能越佳;2、高度取向一維二氧化鈦/氧化鋅納米復合材料的構(gòu)筑與性能研究:以第一部分所得異丙醇鈦/AAO復合物為基礎(chǔ),通過二次旋涂或者水熱方法,結(jié)合煅燒和模板去除,成功制備了二氧化鈦/氧化鋅的納米復合材料;二次旋涂所得樣品呈“雙層”結(jié)構(gòu),其中外層為二氧化鈦,內(nèi)層為氧化鋅顆粒;與純二氧化鈦和純氧化鋅相比,納米復合材料在紫外區(qū)和可見光區(qū)的吸收性能均得以顯著提高;而經(jīng)水熱反應之后,我們得到了新穎的“狼牙棒狀”結(jié)構(gòu),其內(nèi)部為二氧化鈦納米管,而外部為氧化鋅的針狀結(jié)構(gòu);該復合材料具備一定的場發(fā)射性能;3、基于PS/PEO共混物與AAO雙級模板法制備高度取向TiO2一維納米材料及其場發(fā)射性能研究:通過高分子/TTIP/共溶劑與AAO孔道內(nèi)壁的毛細作用,將共混物引入AAO孔道,以TTIP與PEO之間的絡(luò)合作用以及AAO孔道的強烈受限為基礎(chǔ),在高分子共混物的“軟模板”與AAO“硬模板”的共同作用下,成功制備了高度取向的二氧化鈦一維納米材料;實驗中,前驅(qū)體含量以及高分子共混比例等因素對所得材料的結(jié)構(gòu),特別是晶體顆粒大小產(chǎn)生顯著影響;場發(fā)射測試表明,晶體顆粒最小的樣品(PS/PEO/TTIP 1:1:1)表現(xiàn)出最好的場發(fā)射性能;4、PS-b-PEO微相分離與AAO雙級模板法制備高度取向TiO2納米材料及其場發(fā)射性能研究:在毛細力作用下將嵌段共聚物與TTIP引入AAO孔道中,通過嵌段共聚物自組裝和AAO模板相結(jié)合的策略,成功制備了高度取向的二氧化鈦納米棒;通過溶液濃度和嵌段共聚物分子量的調(diào)節(jié),實現(xiàn)了對二氧化鈦晶體顆粒尺寸以及場發(fā)射性能的有效調(diào)控;其中,PS-PEO分子量為58500-37000 g/mol,且PEO與TTIP含量比為1:3.87時,其性能最佳。
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【學位授予單位】：杭州師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.1

【參考文獻】

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本文編號：1606734