【摘要】：在材料科學(xué)與高新技術(shù)的研究領(lǐng)域中,將雜亂無序的納米線組裝成宏觀尺度有序的組裝體結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)對一維納米材料性能控制和提升的重要前提。因此,制備納米線宏觀組裝體是解決納米材料未來應(yīng)用的一個關(guān)鍵科學(xué)問題。此外,與無序的結(jié)構(gòu)相比,自組裝產(chǎn)生的納米線多級結(jié)構(gòu)可能會提升原有的性能并有可能產(chǎn)生新功能。精確控制不同尺寸、組分納米線的取向、位置和間距,設(shè)計宏觀尺度納米線多級組裝體對于實現(xiàn)其在高新技術(shù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用至關(guān)重要。近年來,雖然納米材料組裝技術(shù)已經(jīng)取得了很多的進(jìn)展,但是仍需要發(fā)展有效的納米線組裝方法,構(gòu)筑納米線組裝體,并基于此研制具有新穎性能的的納米器件。因此,尋找一種廉價、高效的組裝方法實現(xiàn)一維納米材料可控組裝和應(yīng)用探索是我們研究的目的和方向。本文介紹了兩種納米線自組裝策略,例如W18O49納米線在二維石墨烯片上的自組裝策略、包覆二氧化硅的Fe3O4-Ag納米線的磁場誘導(dǎo)組裝。同時,還研究了不同納米線組裝體的功能和應(yīng)用,例如氣體傳感性能、超電容性能、磁場感知和磁熱效應(yīng)等。主要研究結(jié)果總結(jié)如下:1.發(fā)展了一種簡單有效的自組裝方法,制備了二維石墨烯片與一維W18O49納米線的組裝體復(fù)合材料。在組裝過程中,通過調(diào)控前驅(qū)體六氯化鎢和石墨烯片的重量比(0.2%,0.5%,1%和1.5%),制備了組分不同的石墨烯-W18O49納米線材料。2.發(fā)展了一種磁性誘導(dǎo)納米線組裝方法,制備了包覆二氧化硅的Fe3O4-Ag納米線組裝體。通過包覆二氧化硅,調(diào)控了磁性納米線之間的相互作用和納米線與外加磁場的相互作用,成功制備了高取向度的納米線功能薄膜。3.基于納米線多級結(jié)構(gòu),探索了納米線結(jié)構(gòu)、組分與性能之間的關(guān)系,構(gòu)筑了納米功能器件。對自組裝制備的W18O49納米線/rGO復(fù)合材料進(jìn)行了氣敏性能研究,系統(tǒng)地解釋了性能與組裝體結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。闡述了甲苯氣體檢測的組裝結(jié)構(gòu)傳感機制。其次,通過磁場誘導(dǎo)制備了 SiO2包覆的Fe3O4-Ag納米線各向異性自組裝膜,與無序納米線薄膜相比表現(xiàn)出更高的磁化特性,并且在不同角度的磁場下顯示出高度的各向異性磁化。并且,基于這種自組裝納米線薄膜獨特的物理化學(xué)特性,我們研究了它的磁熱特性。此外,通過使用W18O49/rGO復(fù)合材料,設(shè)計了電致變色超級電容器。研究了結(jié)構(gòu)與膜厚對電致變色、超級電容性能的影響機制。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TB383.1;TM53

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本文編號：2607106