论文部分内容阅读
本论文主要研究使用软化学方法,不同形貌及尺寸的过渡金属氧化物纳米晶的可控合成和性质表征。研究了合成方法、合成条件的改变对纳米材料的形貌、尺寸的影响,并对材料的磁、电学等物理性质进行了表征,在深入理解这些因素的基础上,探求软化学合成条件下,对过渡金属氧化物纳米材料的可控合成方面做了一些工作。以简单的醋酸锰为锰源,直链烷基胺为水解剂并提供还原性环境,首次在室温溶液中合成出hausmannite型Mn3O4纳米片;磁性测试表明该纳米样品常温表现顺磁性,低温为铁磁性。以二价铁盐和直链烷基胺为原料,在室温条件下合成出反尖晶石型立方相Fe3O4纳米粒子并对其物相和形貌进行了表征。该样品常温表现为超顺磁。以乙醇、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、乙腈等有机试剂为溶剂,在低温溶剂热条件下制备出不同尺寸的hausmannite型Mn3O4纳米粒子。分别对上述反应的形成机理进行了探讨,合理的解释了不同溶剂、反应温度和水解剂的种类等因素对纳米晶体形貌尺寸的影响。首次在水热条件下,合成出固体氧化物燃料电池电解质材料Aurivillius相Bi4V2O11纳米晶并对其进行B位掺杂。对产物物相和形貌做了细致的表征,用复合阻抗法测试了所合成样品的中温电导率。本论文分为五个部分。第一部分绪论,着重介绍纳米材料的概况、纳米尺寸的Mn3O4和Fe3O4的研究现状和制备方法、磁学性质概述和固体燃料电池的基本介绍;第二部分Mn3O4纳米片和Fe3O4纳米粒子的室温制备及表征;第三部分Mn3O4纳米粒子的溶剂热制备及表征;第四部分氧离子导体Bi4V2O11纳米晶的水热合成与掺杂;第五部分结论和展望。本论文旨在探索过渡金属氧化物纳米材料更简便、更高效且可以宏量制备的软化学方法,并研究了制备体系中的化学反应,纳米粒子的成核过程和晶体生长机制。同时详细分析了样品的磁电学性质,为未来更深入的实际应用奠定基础。