水熱-離子交換法調控合成納米錫酸鹽粉體材料.pdf

1、納米錫酸鹽粉體材料由于其在結構、介電、化學性質等方面的特異性，被廣泛的應用于氣敏元件、陶瓷材料、催化劑、鋰離子電池負極材料等領域。如能通過調控和改善納米材料的尺度、形狀、微組織結構、化學狀態(tài)、界面環(huán)境等因素，來獲得新的物理、化學、生物學等特性，或使這些性能提高，或進行控制，進而使材料實用化，對深入研究錫酸鹽材料的性質及應用具有重要的意義。本論文在錫酸鹽納米材料的反應途徑的設計合成及形成機制等方面進行了有益的探索。 建立了一種低溫

2、下制備CdSnO<,3>·3H<,2>O納米方形顆粒的新途徑——水熱-離子交換法。通過設計合理的化學反應途徑，實現(xiàn)了納米方形顆粒的可控合成。具體步驟是首先選擇合適比例的乙醇/水混合液作為溶劑，利用水熱法制備出片狀的Na<,2>Sn(OH)<,6>前驅體晶體顆粒，然后在溶液中、超聲環(huán)境下實現(xiàn)Cd<'2+>與Na<,2>Sn(OH)<,6>晶粒之間的離子交換反應，從而生成CdSnO<,3>·3H<,2>O納米方形顆粒。在水熱過程中通過向水熱

3、反應體系中引入極性不同的乙醇溶劑，改變晶體的生長習性，得到了片狀堆垛的Na<,2>Sn(OH)<,6>，為制備尺寸均一的納米方形顆粒提供了有利的條件；在離子交換過程中通過控制離子交換時間，動態(tài)的觀測了納米方形顆粒的形成過程，并對顆粒的形成機理進行了研究，為錫酸鹽納米材料的形成機制研究提出了新的思路。 發(fā)展了水熱-離子交換法。由于CdSnO<,3>與堿土金屬錫酸鹽同為鈣鈦礦結構材料，采用與制備CdSnO<,3>·3H<,2>O納米

4、材料相同的方法，通過改變溶劑、表面活性劑、離子交換時間等條件，實現(xiàn)了一系列一維錫酸鹽納米材料的制備，包括納米棒、納米帶等，并對形成機理進行了初步的研究。另外，通過改變水熱過程中原料的加入順序，制備出了大小均一、分散性好的錫酸鈣微米球，單個的球狀結構由直徑50nm左右，長度200nm左右的規(guī)則柱形納米晶自組裝而成。通過掃描電鏡(SEM)觀測不同反應階段的產物，研究了微米球的形成機理。水熱-離子交換法的成功應用，為進一步探索此類具有獨特結構