文档介绍：中国科学技术大学
博士学位论文
几种无机功能纳米材料的合成、组装及性质研究
姓名:施红雁
申请学位级别:博士
专业:无机化学
指导教师:徐安武
2011-05
摘要
摘要
控制合成具有各种形貌特性的无机纳米材料,探索纳米材料的特殊性质,调
控组装基本单元为特殊功能化纳米结构,将其应用于实际生产一直是材料学家关
注的主题。本论文就一维纳米材料的组装方法进行研究,并且调控合成具有不同
形貌和特性的金属氧化物纳米材料。详细内容可归纳为以下三个部分:
1. 纳米线的有序组装:在油-水-空气界面自发形成高度有序的超长银纳米线薄
膜
一维纳米结构材料及其组装在物理、化学、生物领域引起广大科研爱好者极
大的兴趣,因为这些材料在电子、光学器件等方面具有重要的潜在应用价值。界
面组装方法已经成为组装纳米颗粒、纳米片、纳米管和纳米棒的一种非常重要的
路线。但是,在组装超长纳米线时只有LB膜技术得到了成功的应用。在本章中,
我们介绍了一种新型的自组装方法,即在油-水-空气三相界面上实现超长银纳米
线的自组装使其成为有序排列的薄膜。在该方法里面,三相界面诱导了超长纳米
线的排列和自组装,不需要借助外在的作用力或者仪器。对薄膜的偏振紫外-可
见透射光谱和表面增强拉曼散射光谱研究,测试结果表明薄膜中相邻纳米线的间
隙中存在很强的电磁场局域效应。我们发现这种新的三相界面方法具有一定的普
遍性,可以扩展到其它超长纳米结构的组装产生有序的薄膜,例如
Ag6Mo10O33 ,Te 纳米线和 Bi2S3 纳米带等纳米结构。
2. 二价锌的有机配合物高温固态转变合成可见光发射可调控的氧化锌纳米颗粒
不同发光性质的氧化锌纳米颗粒通过锌的有机配合物的高温固相转变制备。
利用硝酸锌和含有羧基的两种混合配体配合成金属有机配合物,在一定温度下煅
烧可制备出两种具有不同发光性质的氧化物纳米颗粒。合成出的第一种氧化锌纳
米颗粒直径在100 nm,表面没有任何包覆分子。该氧化锌纳米颗粒显示出很强的
可见光发射,发射区在450-750 nm,中心位于600 nm。该氧化锌荧光性质非常稳
定,可在溶液或者空气保存三个月荧光光谱不会有任何改变。基于对氧化锌EPR
频谱和时间寿命曲线的分析,氧空缺和表面缺陷在可见光的发射机制里起到至关
重要的作用。通过更换不同配体,调控有机配合物的成分,可制备出发光中心位
于500 nm的第二种氧化锌颗粒。基于配体和有机配合物合成的简单可操作及多样
性,这种固相转变的方法为合成其他可见光可调的氧化锌颗粒提供了重要途径。
3. 金属有机配合物高温固相转变合成多孔八面体氧化铟纳米材料
多孔的八面体氧化铟纳米颗粒通过两步合成出来。利用金属有机配合物热分
解方法,采用三价铟离子和氨基对苯二酸羧基小分子在简单溶剂热条件下配位制
备出规则八面体的金属有机前驱物,然后在一定温度下煅烧金属有机前驱物制备
Ⅰ
摘要
出规则的多孔八面体氧化铟颗粒。利用 XRD、SEM、TEM、BET 和 UV-vis 等测
试方法对样品进行了表征。表征显示八面体的氧化铟颗粒是由直径在 15 nm 左右
的小颗粒组成,比表面积有 25 m2 g-1,在可见光区有一定吸收。我们相信通过控
制前驱物的形貌可以控制合成不同相貌和性质的金属氧化物,氧化铟材料的潜在
应用价值还在进一步研究中。
关键词:界面自组装、金属氧化物、纳米线、有机配合物、光学性质

Ⅱ
ABSTRACT
ABSTRACT
Manipulated synthesis of anic nanostructures with different morphology and
exploring their distinctive properties are the hot areas in nanoscience and
nanotechnology. Self-assembly of nanomaterials into special functional
nanoatructures attracts much scientific attention, and also the base to make application
for actual production .The main results are summarized as the following:
1. Ordering of disordered nanowires: Spo