發(fā)布時間：2017-03-22 16:01

  本文關(guān)鍵詞：鐵酸鉍粉體的化學(xué)法合成及其光催化和磁性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鐵酸鉍(Bi Fe O3)是一種在室溫下同時具備鐵電性和反鐵磁性的多鐵性材料,其較高的鐵電居里溫度和鐵磁尼爾溫度決定了它在存儲器、傳感器和自旋電子器件等方面具有廣大的實際應(yīng)用前景。但其大的漏電導(dǎo),弱的鐵磁性和合成單相晶體的困難等缺點一直妨礙到它的應(yīng)用。世界各國的科學(xué)家通過對其進行研究,發(fā)現(xiàn)通過摻雜可以提高Bi Fe O3的鐵磁性,并減小漏電導(dǎo),但Bi Fe O3單相晶體的低溫合成仍是一個具有挑戰(zhàn)性的課題。本文針對這一問題,研究了鑭和釓對鐵酸鉍的摻雜以及實驗條件對合成Bi Fe O3納米粉體的影響,并通過改變實驗條件,希望獲得優(yōu)質(zhì)的Bi Fe O3納米粉體。實驗結(jié)果表明:(1)在120℃的低溫度下使用水熱法成功合成了純相的Bi Fe O3粉體。實驗結(jié)果表明,在120℃,礦化劑Na OH濃度為4mol/L時水熱反應(yīng)12h合成的Bi Fe O3粉體結(jié)果較好,合成的粉體是納米方片狀,并且在室溫下展現(xiàn)出鐵磁性能。(2)用乙二醇溶解硝酸鹽進行溶劑熱反應(yīng),在140℃的低溫度下成功合成了純相的Bi Fe O3粉末。乙二醇在低溫合成純相Bi Fe O3粉末中起著關(guān)鍵的作用。合成的BFO晶體呈現(xiàn)出近乎球形的微觀結(jié)構(gòu),平均粒徑約為10μm,這些球形顆粒是由大量的8-20nm大小的納米粒子構(gòu)成的,并表現(xiàn)出明顯的鐵磁性能。另外,合成的純相Bi Fe O3粉末擁有明顯的光催化活性,在可見光照射下能有效分解Rh B。(3)用丙酮溶解硝酸鹽進行溶劑熱反應(yīng),在130℃的低溫度下成功合成了純相Bi Fe O3粉末。丙酮在低溫合成純相Bi Fe O3粉末中起著至關(guān)重要的作用。合成的Bi Fe O3粉末主要由尺寸在50~200nm之間的納米粒子組成,并且表現(xiàn)出明顯的鐵磁性能。此外,合成的純相Bi Fe O3粉末在可見光照射下?lián)碛忻黠@的光催化活性。(4)使用軟化學(xué)法,以酒石酸為絡(luò)合劑成功合成了摻雜鐵酸鉍Bi1-xLaxFe O3和Bi1-xGdxFe O3粉體。摻雜Bi Fe O3粉體是由30-100nm大小的納米粒子構(gòu)成的。當x≤0.4時,能夠合成純相Bi1-xLaxFe O3粉體;當x≤0.1時,能夠合成純相Bi1-xGdxFe O3粉體,合成的摻雜Bi Fe O3粉體是無規(guī)則球體結(jié)構(gòu)。從磁性能測試的結(jié)果可以看出,稀土元素的摻雜很大程度地提高了鐵酸鉍Bi Fe O3的磁性能。(5)以乙醇-水混合液為溶劑,采用溶劑熱法在140℃的低溫度下成功合成了單相Bi2Fe4O9粉體。隨著乙醇-水混合液中乙醇含量的減少,Bi2Fe4O9粉體形貌逐漸由立方形向片狀轉(zhuǎn)變,其帶寬依次減小,比表面積依次增大。當混合液中乙醇/水的體積相同時,合成的Bi2Fe4O9微米片的帶寬最小,比表面積最大,具有最強的光催化能力。
【關(guān)鍵詞】：鐵酸鉍 摻雜 水熱 溶劑熱 軟化學(xué)法
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.3;O614.532
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 第一章 緒論13-31
• 1.1 引言13-15
• 1.2 鐵酸鉍材料的研究現(xiàn)狀15-19
• 1.2.1 鐵酸鉍的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)15-17
• 1.2.2 鐵酸鉍的摻雜改性17-19
• 1.3 常用鐵酸鉍材料的制備方法19-24
• 1.3.1 固相法20
• 1.3.2 燃燒法20
• 1.3.3 液相燒結(jié)法20
• 1.3.4 溶膠凝膠法20-22
• 1.3.5 水熱法22-23
• 1.3.6 共沉淀法23-24
• 1.3.7 微乳液法24
• 1.4 本文的研究意義與主要內(nèi)容24-26
• 1.4.1 研究目的與意義24-25
• 1.4.2 主要內(nèi)容25-26
• 參考文獻26-31
• 第二章 水熱法制備BiFeO_3粉體31-43
• 2.1 前言31-32
• 2.2 實驗部分32-34
• 2.2.1 實驗藥品與條件32-33
• 2.2.2 BiFeO_3粉體的水熱制備方法33-34
• 2.2.3 BiFeO_3粉體的表征34
• 2.3 實驗結(jié)果與分析34-40
• 2.3.1 不同反應(yīng)溫度合成的BiFeO_3粉體34-35
• 2.3.2 不同反應(yīng)時間合成的BiFeO_3粉體35
• 2.3.3 不同礦化劑及濃度合成的BiFeO_3粉體35-37
• 2.3.4 水熱法合成的BiFeO_3粉體的性能37-40
• 2.4 本章小結(jié)40-41
• 參考文獻41-43
• 第三章 乙二醇-溶劑熱法制備BiFeO_3粉體43-63
• 3.1 前言43-44
• 3.2 實驗部分44-46
• 3.2.1 實驗藥品與條件44
• 3.2.2 BiFeO_3粉體的溶劑熱制備方法44-45
• 3.2.3 BiFeO_3粉體的表征45-46
• 3.3 實驗結(jié)果與分析46-58
• 3.3.1 BiFeO_3粉體的XRD46-47
• 3.3.2 BiFeO_3粉體的XPS47
• 3.3.3 BiFeO_3粉體的拉曼光譜47-50
• 3.3.4 BiFeO_3粉體的SEM、EDS和TEM50
• 3.3.5 BiFeO_3粉體的溶劑熱法合成機理50-52
• 3.3.6 BiFeO_3粉體的磁性能52-53
• 3.3.7 BiFeO_3粉體的光催化性能53-58
• 3.4 本章小結(jié)58-59
• 參考文獻59-63
• 第四章 丙酮-溶劑熱法制備BiFeO_3粉體63-76
• 4.1 前言63-64
• 4.2 實驗部分64-66
• 4.2.1 實驗藥品與條件64
• 4.2.2 BiFeO_3粉體的溶劑熱制備方法64-65
• 4.2.3 BiFeO_3粉體的表征65-66
• 4.3 實驗結(jié)果與分析66-72
• 4.3.1 BiFeO_3粉體的XRD66-67
• 4.3.2 BiFeO_3粉體的SEM和EDS67-68
• 4.3.3 BiFeO_3粉體的XPS68-69
• 4.3.4 BiFeO_3粉體的溶劑熱法合成機理69-70
• 4.3.5 BiFeO_3粉體的磁性能70
• 4.3.6 BiFeO_3粉體的光催化性能70-72
• 4.4 本章小結(jié)72-73
• 參考文獻73-76
• 第五章 軟化學(xué)法制備摻雜BiFeO_3粉體76-94
• 5.1 前言76-77
• 5.2 實驗部分77-80
• 5.2.1 實驗藥品與條件77-78
• 5.2.2 摻雜BiFeO_3粉體的軟化學(xué)制備方法78-79
• 5.2.3 摻雜BiFeO_3粉體的表征79-80
• 5.3 實驗結(jié)果與分析80-90
• 5.3.1 不同燒結(jié)溫度合成的摻雜BiFeO_3粉體80-82
• 5.3.2 不同摻雜量合成的摻雜BiFeO_3粉體82-88
• 5.3.3 不同元素摻雜及混合摻雜合成的摻雜BiFeO_3粉體88-90
• 5.4 本章小結(jié)90-91
• 參考文獻91-94
• 第六章 溶劑熱法制備Bi_2Fe_4O_9粉體94-106
• 6.1 前言94-95
• 6.2 實驗部分95-98
• 6.2.1 實驗藥品與條件95
• 6.2.2 Bi_2Fe_4O_9粉體的溶劑熱制備方法95-97
• 6.2.3 Bi_2Fe_4O_9粉體的表征97-98
• 6.3 實驗結(jié)果與分析98-103
• 6.3.1 溶劑熱法合成Bi_2Fe_4O_9粉體的XRD98-99
• 6.3.2 溶劑熱法合成Bi_2Fe_4O_9粉體的機理99
• 6.3.3 溶劑熱法合成Bi_2Fe_4O_9粉體的SEM99-100
• 6.3.4 溶劑熱法合成Bi_2Fe_4O_9粉體的光催化性能100-103
• 6.4 本章小結(jié)103-104
• 參考文獻104-106
• 結(jié)論106-108
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果108-109
• 致謝109-110
• 附件110

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 段星;;多鐵性材料的研究進展[J];中國陶瓷;2009年03期

  本文關(guān)鍵詞：鐵酸鉍粉體的化學(xué)法合成及其光催化和磁性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：261795