嵌段聚合物模板辅助合成氧化物纳米材料

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本文旨在探讨嵌段聚合物模板在制备无机微粒中的作用,采用PEO-PPO-PEO系列聚合物中PEO106PPO70PEO106(F127)、EO20PO70EO20(P123)和EO78PO30EO78(F68)为模板制备了氧化锌和氧化铁两种典型的氧化物材料,通过调节各种实验条件,讨论了颗粒形貌和大小的影响因素,主要内容如下:1、以嵌段聚合物F127为模板,通过具有普适性的水热合成法合成出有空洞的莲花状氧化锌。用XRD、SEM、XPS、FTIR等分析方法研究了ZnO的结构、组成和表面形貌等。所得分析结果表明F127在空洞ZnO的形成过程中起了决定性的作用,在此基础上,提出了在一定pH值下,以F127为模板剂和晶体生长导向剂,柠檬酸为配位缓释剂的生长机理。分析并讨论了产物在不同煅烧温度下的光致发光性能。同时,讨论了另外两种不同的聚合物P123和F68在合成氧化锌过程中的作用,由于聚合物临界胶束浓度的不同,是造成所得产物形貌差异的关键因素。2、以嵌段聚合物P123为模板,用水热法成功的合成了纺锤状和圆饼状的α-Fe2O3,通过调节反应条件,对影响反应的实验因素,比如pH值、铁源、柠檬酸的作用的进行了研究。通过实验,我们测试了在这一体系下所合成的氧化铁。当采用硝酸铁为反应物时,得到了纺锤状的α-Fe2O3纳米粒子,当用柠檬酸铁时,得到圆饼状的α-Fe2O3,我们认为这是由于氧化铁结晶速度和生长取向的不同造成的,具体的原因还需要进一步探讨。通过纺锤状α-Fe2O3的磁性测试可以看出,物质具有很好的磁性能,进一步分析物相我们推测,在物质的深层,由于表面高价铁的保护,内部被柠檬酸还原所得的铁单质被友好的保护起来,这是物质具有铁磁性的根本原因。优良的磁性能是本工作的一个亮点。
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