【摘要】：隨著社會(huì)的不斷更新進(jìn)步,納米科技與納米材料的研究越來(lái)越得到重視,世界很多國(guó)家開(kāi)始投入研究和開(kāi)發(fā)納米材料的應(yīng)用,努力加快其大規(guī)模應(yīng)用的進(jìn)程。鉬基氧化物及其復(fù)合氧化物微納材料與其他材料相比具有良好的光學(xué)和電學(xué)性能,同時(shí)具有較高的穩(wěn)定性能,在電致變色,光致變色,催化和智能窗等領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用潛力。而鉬基微納材料的光學(xué)和催化性能受到其本身結(jié)構(gòu)、形貌、組成等因素的影響。因此控制合成具有特殊結(jié)構(gòu),形貌和組成的鉬基氧化物及其復(fù)合物微納材料對(duì)提高其各項(xiàng)應(yīng)用性能有著十分重要的意義。本文采用溫和的液相合成法,在合成過(guò)程中分別加入有機(jī)小分子和摻雜其他元素氧化物,水浴條件下成功合成了 h-Mo03微米棒,W03-Mo03空心微米球及Ti02-Mo03微米花束復(fù)合氧化物,研究所合成材料的形貌,結(jié)構(gòu),光致變色性能和光催化性能。本論文的具體研究工作分為:第一部分:采用殼聚糖為誘導(dǎo)劑,鉬酸銨溶液和鹽酸溶液為反應(yīng)劑,首先在常溫的條件下將殼聚糖和鹽酸溶液混合均勻,然后再在溫度為90℃下反應(yīng),合成出h-Mo03微米花結(jié)構(gòu)。通過(guò)改變反應(yīng)時(shí)間,所加酸溶液的量,所加反應(yīng)劑的順序,反應(yīng)溫度以及殼聚糖的用量來(lái)考察其對(duì)樣品的尺寸和形貌的影響。對(duì)所得的樣品進(jìn)行紫外和光致變色性能測(cè)試,結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著殼聚糖量的增加,樣品會(huì)發(fā)生明顯的紅移現(xiàn)象,變色結(jié)果顯示樣品的光致變色性能隨殼聚糖量的增加而有所提升。因此,可以通過(guò)控制不同反應(yīng)條件來(lái)控制產(chǎn)物的尺寸和形貌,從而提高樣品的性能。第二部分:在60℃常壓的條件下,采用簡(jiǎn)單的液相合成法,加入少量的鎢酸鈉,由于Mo元素與W元素處于同一族,性質(zhì)相似,但是W03的成核速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Mo03,因此通過(guò)利用W03作為晶核,成功的合成了 W03-MoO3復(fù)合氧化物納米材料。通過(guò)改變鎢酸鈉和鹽酸的用量,反應(yīng)時(shí)間,反應(yīng)溫度和表面活性劑的量對(duì)樣品的形貌和尺寸進(jìn)行調(diào)控。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)表面活性劑的用量對(duì)樣品的光致變色性能有很大的影響,隨著表面活性劑用量的增加,樣品的變色性能隨之增強(qiáng),這主要是由于表面活性劑PEG 6K中的羥基具有還原性,在變色的過(guò)程中能夠提供電子。本章節(jié)工作對(duì)于在溫和的條件下探索合成氧化物復(fù)合材料的條件和開(kāi)發(fā)優(yōu)越的性能提供了新的思路。第三部分:先合成Ti02作為晶核,再加入鉬酸銨溶液合成Ti02-Mo03復(fù)合氧化物材料。通過(guò)控制Ti/Mo的比例,加入鹽酸溶液之后形成Ti02時(shí)的反應(yīng)時(shí)間,加入鉬酸銨溶液之后的生長(zhǎng)時(shí)間以及表面活性劑等條件來(lái)調(diào)節(jié)樣品的尺寸和形貌。對(duì)不同Ti/Mo比例所得的復(fù)合氧化物樣品進(jìn)行光催化降解研究發(fā)現(xiàn):TiO2-MoO3復(fù)合氧化物的光催化降解性能與純的h-MoO3相比得到了大大的提升,當(dāng)Ti/Mo比為1:2時(shí)樣品的純降解率最高。簡(jiǎn)而言之,本論文采用簡(jiǎn)單易行的液相沉淀法,合成了一系列鉬基氧化物及復(fù)合氧化物材料,通過(guò)控制反應(yīng)的條件可以調(diào)控樣品的尺寸和形貌。對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的樣品進(jìn)行性能測(cè)試研究,結(jié)果表明,鉬基復(fù)合氧化物材料不論在光致變色性能還是在光催化降解性能方面都比純鉬基氧化物優(yōu)越。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN304;TB383.1
【圖文】：

圖１．２（ａ）邋Ｍ0０３八面體結(jié)構(gòu)；（ｂ）ａ－Ｍｏ０３結(jié)構(gòu)示意圖；（ｃ）Ｐ－Ｍｏ０３結(jié)構(gòu)示意圖；（ｄ）Ｍｏ０３－ｎ逡逑結(jié)構(gòu)不意圖；（ｅ）邋ｈ－Ｍｏ0３結(jié)構(gòu)不意圖（截面）；（ｆ）邋ｈ－ＭｏＯ；結(jié)構(gòu)不意圖（正面）逡逑１．４鉬基納米材料的制備方法逡逑

型中Ｍｏ０６八面體是以共棱和共頂角的方式連接在一起，形成了一個(gè)平面層，范逡逑德華力將層與層之間連接起來(lái)。而ａ－Ｍｏ０３和Ｍｏ０３－ＩＩ中的層與層之間的排列方式逡逑有區(qū)別，錯(cuò)開(kāi)了半個(gè)晶胞單元。如圖１．１所示為ａ－Ｍｏ０３結(jié)構(gòu)的剖面圖［２１］（其中逡逑0ｔ只與一個(gè)Ｍｏ原子結(jié)合，Ｏａ與兩個(gè)Ｍｏ原子結(jié)合，Ｏｓ與三個(gè)Ｍｏ原子連接），ａ－Ｍｏ０３逡逑中層與層之間的Ｍｏ原子的距離大約為１．４邋ｍｎ［２２］。形成一個(gè)二維無(wú)限延伸的平面逡逑層，構(gòu)筑成三維正交晶相。Ｐ－Ｍ0０３和ｈ－Ｍｏ０３的基本結(jié)構(gòu)單元Ｍｏ０６八面體是一逡逑種扭曲的Ｒｅ０３結(jié)構(gòu)。｜３－Ｍｏ０３中的Ｍｏ０６八面體間以共享頂點(diǎn)的方式連接在一起逡逑形成三維結(jié)構(gòu)，在高溫下可以轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的ａ－Ｍｏ０３。ｈ－Ｍｏ０３中的Ｍｏ０６八面體形逡逑成一維孔道結(jié)構(gòu)，每三個(gè)Ｍ0０６八面體以共頂點(diǎn)的方式組合成一個(gè)結(jié)構(gòu)單元，然逡逑后以共棱的方式形成鋸齒鏈，最后三維堆積在一起，形成六方隧道結(jié)構(gòu)。如圖１．２逡逑所示為所有三氧化鉬的晶體結(jié)構(gòu)示意圖［１２，邋２３］。從ｈ－Ｍ0０３的晶體結(jié)構(gòu)圖中可以看逡逑出，ｈ－Ｍ0０３孔道的位置上有許多空位，可以為單價(jià)正離子的進(jìn)入提供空間。從所逡逑有結(jié)構(gòu)中可以發(fā)現(xiàn)

華一凝結(jié)法等。所有上述方法都會(huì)涉及一般粒子的生長(zhǎng)過(guò)程：粒子成核一晶核生逡逑長(zhǎng)一晶體凝聚等。ＧＢ．Ｒｅｄｄｙ等［２５］通過(guò)使用物理氣相沉積法得到了（ｘ－Ｍ0０３分級(jí)微逡逑米球結(jié)構(gòu)，并考察了沉積溫度對(duì)形貌的影響（圖１．３所示），性能測(cè)試結(jié)果顯示得逡逑到的微米球結(jié)構(gòu)在室溫下，紫外一可見(jiàn)區(qū)域有很好的光致發(fā)光性能。逡逑Ｂ．Ｇ．Ｊｅｙａｐｒａｋａｓｈ等［２６１采用的是噴霧熱解技術(shù)成功合成了不同厚度的ａ－Ｍｏ0３薄膜逡逑納米結(jié)構(gòu)，性能測(cè)試結(jié)果顯示厚度為５２０邋ｎｍ的ａ－Ｍｏ0３在室溫下對(duì)０．５邋ｐｐｍ的三逡逑甲胺的響應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間分別為３２秒和１５秒。Ｓ．Ｅ．邋Ａｌｅｋｓａｎｄｒｏｖ等人［２７］通過(guò)化學(xué)氣逡逑相沉積法合成了邋ＭｏＳ２納米球結(jié)構(gòu)，平均粒徑在０．６－１邋（ｉｍ之間。Ｒｏｎｇ邋Ｔｕ等人［２ｆ！｜逡逑采用化學(xué)氣相沉積法合成了邋Ｍ0０３納米粒子，其尺寸在１．５－６０ｎｍ之間，大大的提逡逑升了其對(duì)亞甲基藍(lán)的光催化降解性能。Ｘｉａｏｈｕｉ邋Ｃｈｅｎ等［２９１在氬氣的氛圍中利用化逡逑學(xué)氣相沉積法，用單質(zhì)鉬作為原料在高溫條件下成功合成了邋ｈ－Ｍ0０３納米片。氣相逡逑法由于操作比較方便，所以是常用來(lái)制備納米材料的一種方法。逡逑ｍｍ．逡逑悘灥逡逑圖１．３不同邋＞幾積溫度待到的樣品的ＳＥＭ圖：（ａ）取初的Ｍｏ0ｖ，（ｂ）在至溫下〉幾積；（ｃ）在逡逑３００°Ｃ下沉積？

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

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本文編號(hào)：2752879