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本论文以纳米材料的制备和应用为背景,以准一维纳米材料的制备为重点,报道了非晶氧化硅准一维纳米材料领域中的前沿研究进展和我们的研究工作成果。本文在水平管式炉中,利用VLS生长机理和高温裂解的方法分别制备了非晶氧化硅准一维纳米线、花形氧化硅纳米线、碳纳米管、空心碳纳米球以及核壳结构的碳纳米球等纳米材料。主要研究内容有:
1.用SiO2粉末和活性碳为原料,在1100-1140℃、常压下,石英片为衬底,制备了大量非晶二氧化硅纳米线,同时在铝热反应的表面获得了高结晶性的纳米棒。我们对氧化硅纳米线进行了形貌、红外、拉曼、成分以及光致发光等方面的测试,并对纳米线的生长机理进行了探讨;而对纳米棒我们仅做了形貌及选区电子衍射测试。
2.SiO2粉末、活性碳和二茂铁按一定的质量比率进行混合后作为原料,在石英衬底上获得了碳纳米管;但碳纳米管的长、径比不是很大,在SEM测试时是许多纳米棒的形状;有些纳米管端口开了有些没有。
3.硅油为原料、二茂铁为催化剂制备了大量的表面光滑的纳米球;而在温区I附近也获得了形貌很好的非晶花形氧化硅纳米线,直径在10nm左右。对产物进行了红外吸收谱、选区电子衍射和光致发光分析。初步认定花形纳米线是非晶的氧化硅纳米线;而表面光滑实心的纳米球还没有确定。
4.用硅油、二茂铁和苯为反应原料在温区I附近制备了空心碳纳米球、碳纳米管以及核壳结构的碳纳米球。