在自然界中,有機(jī)體通常利用生物大分子誘導(dǎo)生物礦化過程,該過程所得到的各種介觀結(jié)構(gòu)是具有迷人形態(tài)和優(yōu)異性能的。受生物礦化啟發(fā),人們使用大分子為誘導(dǎo)劑,合成了多種具有等級結(jié)構(gòu)的功能材料。最近,許多具有可控形態(tài)的無機(jī)材料已經(jīng)通過使用各種可溶或不可溶添加劑而被開發(fā)出來。伴隨著合成技術(shù)的提高,研究者們發(fā)現(xiàn)超薄無機(jī)納米材料類似于超分子聚合物或超分子聚合物的聚集體。然而,如何利用超細(xì)無機(jī)納米線作為誘導(dǎo)劑合成性能優(yōu)異的功能材料,是一個(gè)值得深入研究并探討的問題�；诖�,本論文主要討論了使用超細(xì)硬硅鈣石納米線（XNWs）來誘導(dǎo)基于氧化鐵的納米顆粒,并研究了其電催化水分解和二氧化碳還原性能。主要取得了以下研究的結(jié)果:1.建立了一種使用XNWs作為添加劑來制備氧化物納米材料的合成體系,制備了赤鐵礦顆粒。研究發(fā)現(xiàn),XNWs的濃度對產(chǎn)物的形貌有很大的影響,調(diào)節(jié)Fe（Ⅲ）離子的濃度可以顯著地控制所得赤鐵礦顆粒的尺寸。此外,我們還詳細(xì)研究氧化鐵顆粒的形成機(jī)理。值得注意的是,所合成的赤鐵礦微粒表現(xiàn)出良好的析氧反應(yīng)（OER）電催化性能。直徑約100 nm的赤鐵礦顆粒在10mA/cm2的電流密度下具有0.35 V的低過電位... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２玻璃海綿骨架系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)（ａ）整個(gè)骨架（比例尺：１?ｃｍ）?，?（ｂ）更高的骨架??放大倍數(shù)（比例尺：５?ｍｍ）?，?（ｃ）掃描電子顯微鏡（ＳＥＭ）圖像，由捆扎的針狀物組成??

它們是納米和微觀化的，因此在研究過程中突出了它們在結(jié)構(gòu)的形成上擁有的??顯著控制水平。??生物硅的另一個(gè)令人著迷的例子是玻璃海綿的骨架（圖１．２），它位于３５??至５０００米深處的深海中［５１＿５２）。Ｅ．曲霉的礦化骨架具有類似籠子的盤旋圓柱形結(jié)??構(gòu)，具有克服玻璃的低強(qiáng)度并提供優(yōu)異的機(jī)械穩(wěn)定性的分層結(jié)構(gòu)。??在生物礦化系統(tǒng)中，大分子組裝體或者大分子上有很多有序的，帶電荷的??官能團(tuán)，這些官能團(tuán)是可以誘導(dǎo)生物礦物的定向成核和生長的。這些大分?，??子模板與生物礦物之間的互相作用可以決定生物礦物的結(jié)構(gòu)、形狀和性質(zhì)［５５＂??５８］。其中，貝殼中的蛋白質(zhì)（例如蠶絲蛋白和Ｐ－幾丁質(zhì)）層是大家研宄的最為??廣泛的，這些蛋白質(zhì)控制層狀碳酸鈣的成核與生長，而這些層狀碳酸鈣被組裝??成“磚－泥”層狀結(jié)構(gòu)ｔ５９－６０！。正是由于這種“磚－泥”層狀結(jié)構(gòu)，貝殼顯示出了良好的??力學(xué)強(qiáng)度和韌性。近年來

?第一章仿生誘導(dǎo)制備納米材料的研宄進(jìn)展???他們發(fā)現(xiàn)，ＦｅＯＯＨ在ＫＯＨ電解質(zhì)中的溶解速率隨著過電勢的增加而增加，幾??何ＯＥＲ電流密度在低超電勢時(shí)保持電勢恒定，而在高超電勢下電流密度隨著電??勢的增加而增加。ＦｅＯＯＨ可作為光電化學(xué)水分解時(shí)的助催化劑，被廣泛用作與??半導(dǎo)體納米材料結(jié)合。例如，Ｃｈｏｉ的小組通過簡單的電沉積和退火程序制備了??ＢｉＶ０４薄膜［＾］，并將其用作光電化學(xué)水分解（圖Ｌ４）。所得到的電極產(chǎn)生了??不穩(wěn)定的水氧化光電流，而對于亞硫酸鹽氧化產(chǎn)生了高而穩(wěn)定的光電流，兩者??之間性能的差異主要是由于ＢｉＶＣＮ電極表面水氧化動(dòng)力學(xué)緩慢。通過新的光沉??積途徑引入ＦｅＯＯＨ作為助催化劑后，光電流和水氧化穩(wěn)定性得到了顯著的增??強(qiáng)。??Ｐｈｏｔｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ


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