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氧化钼材料由于其独特且多样的晶体结构以及良好的光电特性,在传感器、能量存储、电致变色和光致变色等领域具有优异的性能和广阔的发展空间。对于MoO3的晶体结构而言,目前最为常见的主要有三种:热力学稳态的α-MoO3以及热力学亚稳态的β-MoO3和h-MoO3。不同晶型结构的MoO3材料现化性质迥异。此外,当在氧化钼纳米材料中引入氧空位时,缺陷态的氧化钼纳米材料可作为一种新型的半导体等离子体材料,在药物传输、肿瘤治疗、光热转换以及光催化等领域有着重要应用。本论文针对热力学稳态的α-MoO3纳米带的合成进行了深入研究,并从材料的结构、形貌、元素价态等方面入手,设计了一种表面配体保护还原的合成方法,制备了具有可调控氧空位浓度的一维MoO3-x纳米带,同时,研究了缺陷态一维MoO3-x纳米带独特的光吸收特性,实现了该材料在太阳能驱动的界面水蒸发领域的应用。具体研究内容如下:(1)本文以金属钼粉(Mo)作为钼源,在水热条件下制备出热力学稳态的α-MoO3纳米带。实验发现,将钼粉溶解于过氧化氢溶液(H2O2,30%)得到的过氧钼酸胶体作为前驱体,在180℃下反应12 h的合成的α-MoO3纳米带物相单一,尺寸均匀,结晶性良好。在该合成路线的基础上,利用表面配体保护还原的方法合成了一维缺陷态MoO3-x纳米带,通过简单地在反应体系中将表面配体兼还原剂的PEG-400的添加量从0增加到100、200、500和1000μL,成功地获得了具有不同氧气空位浓度,且维持住一维形貌的的MoO3-x纳米带。PEG-400在反应体系中有两个重要作用:作为弱还原剂在MoO3-x纳米带的合成过程中产生可调控的氧空位;同时,还充当表面保护的配体,在还原过程中维持MoO3-x纳米带的一维形态。MoO3-x纳米带中氧空位所引起的局部表面等离子体共振(LSPR)效应使得其在200-2500 nm波长范围内拥有强烈的光吸收特性。(2)在合成一维缺陷态MoO3-x纳米带的基础上,辅以低尘纸,珍珠棉泡沫,砂芯抽滤器等简易工具,制备了基于缺陷态MoO3-x纳米带的界面水蒸发器。缺陷态MoO3-x纳米带的吸收光谱在紫外可见近红外波段与太阳光谱相四配,可在全波段有效地对太阳光产生吸收;一维结构的纳米带在低尘纸基底上的相互穿插堆叠形成坚固的薄膜使其拥有良好的稳定性,同时薄膜中大量的孔道结构利于水蒸气的逃逸;珍珠棉泡沫作为浮动装置,同时可以起到隔热的作用。基于上述优点,缺陷态MoO3-x纳米带的界面水蒸发器相较于纯水展现出较好的界面水蒸发效果,1h内的界面水的蒸发速率为0.99 kg·m-2·h-1,是纯水蒸发速率的2.91倍,大大提高了太阳光的利用率。本文的工作为开发缺陷态的半导体纳米材料开辟了新途径,对丰富和扩展光热转换体系及其应用具有重要意义。