化学化学 分析化学专业毕业论文分析化学专业毕业论文 精品论文精品论文 液相合成磁性、金和二液相合成磁性、金和二氧化钛纳米颗粒氧化钛纳米颗粒关键词：纳米颗粒关键词：纳米颗粒 液相合成法液相合成法 贵金属贵金属 等离子吸收等离子吸收 金属氧化物金属氧化物 超顺磁超顺磁 纳米纳米 材料材料摘要：近十年来纳米材料的合成方法有了长足的发展，特别是在纳米颗粒的合 成方面，液相合成法已经成为了最重要的方法之一。液相法合成纳米颗粒，即 在液相溶液中通过化学反应将可溶性的金属化合物共沉淀为不溶性的固体小颗 粒，它包括共沉积法、溶胶凝胶法和微乳法等。该方法具有效率高，适用范围 广，合成颗粒质量好等优点。本文综述了液相法合成纳米颗粒的最新进展，同 时以氧化铁、金和二氧化钛等材料为研究对象，研究了几种液相合成法在金属 及金属氧化物纳米颗粒制备中的应用。主要内容如下： 1)通过对高温液相共 沉积法的研究，发现大量的表面活性剂可以起到溶剂的作用，从而代替溶剂。 表面活性剂作为溶剂，不仅可以简化合成方法，而且可以有效控制纳米结构的 化学组成、形貌以及尺寸。本文介绍了一种较为简单的高温液相法，该方法适 用于金属、合金以及金属氧化物等纳米结构的制备。利用油酸油胺作为表面活 性剂和溶剂，通过控制反应温度和升温速率，可以有效控制金属配合物在反应 体系中的热分解过程，得到的纳米结构尺寸均匀，表面包覆有油酸和油胺，不 团聚，分散均匀，可以自发的排列成有序的纳米结构。使用透射电镜、X 衍射 仪、紫外可见分光光度计、振动样品磁强计等物理方法研究了纳米颗粒的光学 和磁学等性质，发现纳米结构的物理性质与尺寸和形貌密切相关，为进一步研 究纳米颗粒的实际应用提供了实验基础。 2)介绍了一种非常简单的制备金纳 米颗粒的方法。通过对液液两相法的研究，发现能够得到尺寸均匀的金纳米颗 粒的关键因素是合成后的热处理过程。该过程一般采用加热有机试剂硫醇的均 相溶液，通过金纳米颗粒之间的消化融合使其颗粒尺寸均匀。将硫醇包覆的金 纳米颗粒加热至高温且保持在该温度状态下一段时间，就能够得到尺寸均匀的 金纳米颗粒。这一实验现象说明制备硫醇包覆金纳米颗粒的方法并不是唯一的， 任何使用硫醇为表面活性剂的制备方法都可以用来制备尺寸均匀的金纳米颗粒。 根据这一原理，本文提出一种只使用三种化学试剂的液相制备方法。该方法不 仅操作简单，而且制备的金纳米颗粒尺寸非常均匀，可以作为研究纳米颗粒自 组装原理的模型材料。通过缓慢挥发不同浓度的金纳米颗粒溶液，得到了二维 和三维的超晶格纳米颗粒阵列。 3)以表面活性剂为软模板，加入的金纳米颗 粒为种子，在水溶液中制备了金纳米棒。通过控制种子溶液的加入量，可以有 效控制纳米棒的长度和宽度。一般情况下，加入的种子的量越多，得到的纳米 棒就越短。使用透射电镜、扫描电镜、X 衍射仪、X 衍射线能谱、紫外可见分光 光度计、光学显微镜等物理检测设备，对制备的纳米棒以及其自组装阵列进行 了研究。发现由于纳米棒的纵向表面积较横向表面积大，因此造成纵向方向上 的表面张力非常显著，在其自组装过程中，纵向方向上的表面张力吸引纳米棒 相互靠近且平行相接，形成“枕木”式平行结构。在自组装的过程中，纳米棒 与球形颗粒选择性的相互分离，最后分布在基底上不同的区域内。 4)利用溶 胶凝胶法和水热法分别制备了二氧化钛纳米颗粒和纳米管。通过金属配合物与 二氧化钛表面羟基的化学反应，在液相中将金属配合物组装在二氧化钛纳米结构的表面，进一步高温灼烧去除有机配体，得到了表面具有过渡金属搀杂的二 氧化钛纳米结构。过渡金属搀杂可以有效提高二氧化钛的电荷分离率，从而提 高光催化性能。过渡金属原子搀杂在催化剂表面(反应界面)，不仅起到电荷分 离中心的作用，还可以减少分离后的电荷再次复合的几率。正文内容正文内容近十年来纳米材料的合成方法有了长足的发展，特别是在纳米颗粒的合成 方面，液相合成法已经成为了最重要的方法之一。液相法合成纳米颗粒，即在 液相溶液中通过化学反应将可溶性的金属化合物共沉淀为不溶性的固体小颗粒， 它包括共沉积法、溶胶凝胶法和微乳法等。该方法具有效率高，适用范围广， 合成颗粒质量好等优点。本文综述了液相法合成纳米颗粒的最新进展，同时以 氧化铁、金和二氧化钛等材料为研究对象，研究了几种液相合成法在金属及金 属氧化物纳米颗粒制备中的应用。主要内容如下： 1)通过对高温液相共沉积 法的研究，发现大量的表面活性剂可以起到溶剂的作用，从而代替溶剂。表面 活性剂作为溶剂，不仅可以简化合成方法，而且可以有效控制纳米结构的化学 组成、形貌以及尺寸。本文介绍了一种较为简单的高温液相法，该方法适用于 金属、合金以及金属氧化物等纳米结构的制备。利用油酸油胺作为表面活性剂 和溶剂，通过控制反应温度和升温速率，可以有效控制金属配合物在反应体系 中的热分解过程，得到的纳米结构尺寸均匀，表面包覆有油酸和油胺，不团聚， 分散均匀，可以自发的排列成有序的纳米结构。使用透射电镜、X 衍射仪、紫 外可见分光光度计、振动样品磁强计等物理方法研究了纳米颗粒的光学和磁学 等性质，发现纳米结构的物理性质与尺寸和形貌密切相关，为进一步研究纳米 颗粒的实际应用提供了实验基础。 2)介绍了一种非常简单的制备金纳米颗粒 的方法。通过对液液两相法的研究，发现能够得到尺寸均匀的金纳米颗粒的关 键因素是合成后的热处理过程。该过程一般采用加热有机试剂硫醇的均相溶液， 通过金纳米颗粒之间的消化融合使其颗粒尺寸均匀。将硫醇包覆的金纳米颗粒 加热至高温且保持在该温度状态下一段时间，就能够得到尺寸均匀的金纳米颗 粒。这一实验现象说明制备硫醇包覆金纳米颗粒的方法并不是唯一的，任何使 用硫醇为表面活性剂的制备方法都可以用来制备尺寸均匀的金纳米颗粒。根据 这一原理，本文提出一种只使用三种化学试剂的液相制备方法。该方法不仅操 作简单，而且制备的金纳米颗粒尺寸非常均匀，可以作为研究纳米颗粒自组装 原理的模型材料。通过缓慢挥发不同浓度的金纳米颗粒溶液，得到了二维和三 维的超晶格纳米颗粒阵列。 3)以表面活性剂为软模板，加入的金纳米颗粒为 种子，在水溶液中制备了金纳米棒。通过控制种子溶液的加入量，可以有效控 制纳米棒的长度和宽度。一般情况下，加入的种子的量越多，得到的纳米棒就 越短。使用透射电镜、扫描电镜、X 衍射仪、X 衍射线能谱、紫外可见分光光度 计、光学显微镜等物理检测设备，对制备的纳米棒以及其自组装阵列进行了研 究。发现由于纳米棒的纵向表面积较横向表面积大，因此造成纵向方向上的表 面张力非常显著，在其自组装过程中，纵向方向上的表面张力吸引纳米棒相互 靠近且平行相接，形成“枕木”式平行结构。在自组装的过程中，纳米棒与球 形颗粒选择性的相互分离，最后分布在基底上不同的区域内。 4)利用溶胶凝 胶法和水热法分别制备了二氧化钛纳米颗粒和纳米管。通过金属配合物与二氧 化钛表面羟基的化学反应，在液相中将金属配合物组装在二氧化钛纳米结构的 表面，进一步高温灼烧去除有机配体，得到了表面具有过渡金属搀杂的二氧化 钛纳米结构。过渡金属搀杂可以有效提高二氧化钛的电荷分离率，从而提高光 催化性能。过渡金属原子搀杂在催化剂表面(反应界面)，不仅起到电荷分离中 心的作用，还可以减少分离后的电荷再次复合的几率。 近十年来纳米材料的合成方法有了长足的发展，特别是在纳米颗粒的合成方面，液相合成法已经成为了最重要的方法之一。液相法合成纳米颗粒，即在液相溶 液中通过化学反应将可溶性的金属化合物共沉淀为不溶性的固体小颗粒，它包 括共沉积法、溶胶凝胶法和微乳法等。该方法具有效率高，适用范围广，合成 颗粒质量好等优点。本文综述了液相法合成纳米颗粒的最新进展，同时以氧化 铁、金和二氧化钛等材料为研究对象，研究了几种液相合成法在金属及金属氧 化物纳米颗粒制备中的应用。主要内容如下： 1)通过对高温液相共沉积法的 研究，发现大量的表面活性剂可以起到溶剂的作用，从而代替溶剂。表面活性 剂作为溶剂，不仅可以简化合成方法，而且可以有效控制纳米结构的化学组成、 形貌以及尺寸。本文介绍了一种较为简单的高温液相法，该方法适用于金属、 合金以及金属氧化物等纳米结构的制备。利用油酸油胺作为表面活性剂和溶剂， 通过控制反应温度和升温速率，可以有效控制金属配合物在反应体系中的热分 解过程，得到的纳米结构尺寸均匀，表面包覆有油酸和油胺，不团聚，分散均 匀，可以自发的排列成有序的纳米结构。使用透射电镜、X 衍射仪、紫外可见 分光光度计、振动样品磁强计等物理方法研究了纳米颗粒的光学和磁学等性质， 发现纳米结构的物理性质与尺寸和形貌密切相关，为进一步研究纳米颗粒的实 际应用提供了实验基础。 2)介绍了一种非常简单的制备金纳米颗粒的方法。 通过对液液两相法的研究，发现能够得到尺寸均匀的金纳米颗粒的关键因素是 合成后的热处理过程。该过程一般采用加热有机试剂硫醇的均相溶液，通过金 纳米颗粒之间的消化融合使其颗粒尺寸均匀。将硫醇包覆的金纳米颗粒加热至 高温且保持在该温度状态下一段时间，就能够得到尺寸均匀的金纳米颗粒。这 一实验现象说明制备硫醇包覆金纳米颗粒的方法并不是唯一的，任何使用硫醇 为表面活性剂的制备方法都可以用来制备尺寸均匀的金纳米颗粒。根据这一原 理，本文提出一种只使用三种化学试剂的液相制备方法。该方法不仅操作简单， 而且制备的金纳米颗粒尺寸非常均匀，可以作为研究纳米颗粒自组装原理的模 型材料。通过缓慢挥发不同浓度的金纳米颗粒溶液，得到了二维和三维的超晶 格纳米颗粒阵列。 3)以表面活性剂为软模板，加入的金纳米颗粒为种子，在 水溶液中制备了金纳米棒。通过控制种子溶液的加入量，可以有效控制纳米棒 的长度和宽度。一般情况下，加入的种子的量越多，得到的纳米棒就越短。使 用透射电镜、扫描电镜、X 衍射仪、X 衍射线能谱、紫外可见分光光度计、光学 显微镜等物理检测设备，对制备的纳米棒以及其自组装阵列进行了研究。发现 由于纳米棒的纵向表面积较横向表面积大，因此造成纵向方向上的表面张力非 常显著，在其自组装过程中，纵向方向上的表面张力吸引纳米棒相互靠近且平 行相接，形成“枕木”式平行结构。在自组装的过程中，纳米棒与球形颗粒选 择性的相互分离，最后分布在基底上不同的区域内。 4)利用溶胶凝胶法和水 热法分别制备了二氧化钛纳米颗粒和纳米管。通过金属配合物与二氧化钛表面 羟基的化学反应，在液相中将金属配合物组装在二氧化钛纳米结构的表面，进 一步高温灼烧去除有机配体，得到了表面具有过渡金属搀杂的二氧化钛纳米结 构。过渡金属搀杂可以有效提高二氧化钛的电荷分离率，从而提高光催化性能。 过渡金属原子搀杂在催化剂表面(反应界面)，不仅起到电荷分离中心的作用， 还可以减少分离后的电荷再次复合的几率。 近十年来纳米材料的合成方法有了长足的发展，特别是在纳米颗粒的合成方面， 液相合成法已经成为了最重要的方法之一。液相法合成纳米颗粒，即在液相溶 液中通过化学反应将可溶性的金属化合物共沉淀为不溶性的固体小颗粒，它包 括共沉积法、溶胶凝胶法和微乳法等。该方法具有效率高，适用范围广，合成颗粒质量好等优点。本文综述了液相法合成纳米颗粒的最新进展，同时以氧化 铁、金和二氧化钛等材料为研究对象，研究了几种液相合成法在金属及金属氧 化物纳米颗粒制备中的应用。主要内容如下： 1)通过对高温液相共沉积法的 研究，发现大量的表面活性剂可以起到溶剂的作用，从而代替溶剂。表面活性 剂作为溶剂，不仅可以简化合成方法，而且可以有效控制纳米结构的化学组成、 形貌以及尺寸。本文介绍了一种较为简单的高温液相法，该方法适用于金属、 合金以及金属氧化物等纳米结构的制备。利用油酸油胺作为表面活性剂和溶剂， 通过控制反应温度和升温速率，可以有效控制金属配合物在反应体系中的热分 解过程，得到的纳米结构尺寸均匀，表面包覆有油酸和油胺，不团聚，分散均 匀，可以自发的排列成有序的纳米结构。使用透射电镜、X 衍射仪、紫外可见 分光光度计、