浅谈中空复合氧化物纳米材料     DATE: 2019-11-26 07:36

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  浅谈中空复合氧化物纳米材料 摘要:众所周知,复合氧化物体系往往会比单一氧化物表现出更 加卓越的性能,且其性能受到其组成与结构的影响。在本文中,阐述 了复合氧化物纳米材料和中空复合氧化物纳米材料的主要特点; 介绍 了目前用于可控合成中空复合氧化物纳米材料的几种主要方法。 关键词:中空结构 复合氧化物 纳米 1 复合氧化物纳米材料的特点 复合氧化物纳米材料是指将满足特定组成、 结构以及形貌要求的 两种或两种以上的氧化物单体, 通过适当的合成方法, 在纳米尺度上, 组装成为具有特殊优良性能的复合材料 [1]。这样得到的复合材料具 有单一氧化物所不具备的一些优点。 如晶粒尺寸小、 活性位分布均匀、 比表面积大、良好的稳定性等。这些优点无疑使得复合氧化物材料具 有了更加优异的性能。例如,在光催化领域中,将两种满足特定条件 的半导体组装成的二元光催化剂可以有效地弥补单体在光催化过程 中表现出的缺陷[2]。 2 中空复合氧化物结构纳米材料的特点 随着复合氧化物纳米材料相关bt365体育在线投注的不断深入, 人们开始将目光 转到那些具有中空结构的氧化物纳米材料上。这些纳米材料在化学、 物理、电子学等多方面具有更加独特的性质。如果将中空结构与复合 氧化物结合,这样制备出的纳米材料就可以兼备两者的优点,拥有更 加巨大的应用潜力。 例如, 中空的多层小球在药物的控制释放、 输送、 选择性吸收等许多方面都表现出了卓越的性能[3]。 中空结构纳米材料的内部结构更具有特殊性,即更大的比表面 积、更低的密度和更优异的表面渗透性等。这些独特的性质,使得中 空的纳米材料表现出了很多优点。 这些中空的复合氧化物纳米材料被 广泛应用于工业催化生产, 作为新型的环境污染处理材料在环境污染 问题处理上发挥很大的作用。 3 中空复合氧化物纳米材料的主要制备方法 由于复合氧化物组成和结构的复杂性, 很难用一般的合成方法来 有效制备。目前为止,针对这种纳米材料的可控合成主要有以下几种 方法:水热法、微波水热法、分步沉淀法和模板法。 水热法是在特定的反应釜内,采用水溶液作为反应介质,制造一 个高温高压的反应条件,从而加速体系之中的离子反应和水解反应。 而在水溶液或蒸汽流的作用下合成出中间产物, 再经过分离或热处理 得到目标纳米粒子。其主要特点是原料成本较低、产物纳米颗粒纯度 高、分散性好、结晶度优异、且尺寸可控性高。而且,利用水热法合 成,可大大提高反应速率,使得一些在常温常压下难以进行的反应顺 利进行。 第二种合成中空复合氧化物纳米材料是分步沉淀法, 其操作十分 简便,即在共沉淀法的基础上,通过调节反应的温度、时间、搅拌速 度等反应参数,实现溶液中不同前驱体按照预想的顺序沉淀、水解。 然后,再利用回流或煅烧的合成手段来制备出标纳米材料。 而溶胶-凝胶法作为新兴合成方法之中的翘楚,即先以多种无机 硝酸盐为原料, 采用不同种的螯合剂, 在特定温度下形成溶胶。 然后, 经过分步处理,形成复合凝胶,进而焙烧获得目标产物。该方法可使 各组分在溶液状态下均匀混合, 溶胶向凝胶的转变过程也可以帮助实 现在分子尺度上对目标产物的结构的控制。因此,运用该方法所得的 材料化学均匀性很好。 除此之外,模板法是应用最广泛、最经典的一种合成方法,包括 硬模板合成法和软模板合成法。其中,硬模板法合成法操作简便,具 有良好普适性。其大致基本思路如下:将前驱体或离子沉积在模板的 孔壁上或孔中,从而形成具有可控性的优异纳米结构前驱体。再利用 后续合成方法将前驱体之中的模板除去, 便可将模板原有的形貌有效 地复制下来,最终得到有序排列、具有特殊形貌结构的纳米材料。 而所谓的软模板合成法, 其实是指利用具有特定官能团的有机分 子,通过其氢键、范德华力等较弱的非共价键,也可以形成特点的介 观结构。并通过其与粒子之间的配位、静电和氢键等作用,诱导前驱 体晶体异向生长。最终形成具有特殊形貌的纳米材料,也被证明是一 种有效可行的合成方法[4]。比如,陈威等人利用 CTAB 为晶体生长 控制剂,水热合成了 Bi2O3-Bi2WO6 复合微球[5]。 综上所述,随着科技的不断发展,相信会有更多新颖的合成方法 不断涌现出来, 为中空复合氧化物纳米材料的bt365体育在线投注和发展提供更为可 靠的技术支持。 参考文献arative ZnO in photoactivity of CeO2,γgmuir,2006,22(24): 10175-10179. [4]袁建军,翟锦,江雷.有机大分子导向无机纳米粒子的分级有序 自组装[J].化学进展,2004:16(4). [5]Guan M. L., Ma D. K., Hu S. W., et al. From hollow olive-shaped BiVO4 to n-p core-shell ospheres: controlled synthesis and enhanced visible-light-responsive photocataly


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