文档介绍：天津大学硕士学位论文核壳结构纳米颗粒的制备与表征及其性能研究 Synthesis, Characterization and Properties of Core-Shell Structured Nanoparticles 学科专业:材料学研究生:刘贵高指导教师:何芳副教授天津大学材料科学与工程学院二零一二年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名: 签字日期: 年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名: 导师签名: 签字日期: 年月日签字日期: 年月日中文摘要核壳结构纳米材料是一种新型的功能化复合材料,在催化、锂电池、传感器、药物的靶向载递以及疾病的诊断与治疗等领域潜在应用广阔。本论文就核壳结构纳米材料的一些合成方法进行了研究,对材料形成的机理与规律进行了初步探索,评价了部分材料的相关性能,发展了合成核壳结构纳米材料的新方法。采用水热法碳化葡萄糖,以 Au 纳米颗粒作为种子,通过调节反应时间、反应温度等因素可控合成得到了不同尺度、分散性良好的球状 ******@C 核壳颗粒。这种尺寸形态可控的 ******@C 颗粒,为进一步合成金基氧化物的异质结构材料提供了良好的模板。以 ******@C 颗粒作为模板,通过离子吸附与随后的退火处理合成了 ******@ZnO 的 core-shell 结构,并通过降低锌离子的浓度以及增大模板颗粒尺寸可以实现了 ******@ZnO core-shell 结构向 yolk-shell 结构的转变。紫外可见吸收光谱证实这两种结构 ******@ZnO 颗粒都具有良好的可见光吸收性能。应用同样的方法,实验中还合成了 ******@SnO 2 以及 ******@Fe 2 O 3 的 core-shell 与 yolk-shell 结构,从而证实了该方法在合成 Au@ 金属氧化物 core-shell 与 yolk-shell 结构方面的通用性。利用模板溶解热刻蚀法,制备获得了一种具有中空的核壳结构的 Fe 3 O ******@******@F-TiO 2 颗粒。这种材料表层 TiO 2 经氟化处理后结晶性显著提高,并且表面形成有大量≡Ti-F 基团,有利于材料对染料分子的吸附以及光生载流子复合率的降低,促进材料催化性能提高。同时,中间碳层的加入为 TiO 2 晶体在颗粒表面的形核生长提供了有利条件, 而其良好的导电性也能有效降低光生载流子的复合率,提高材料的光催化活性。内部 Fe 3 O 4 核的存在则保持材料了良好的磁回收性能。由于其高比表面积,良好的分散性,以及表面氟化处理与碳改性带来的综合效应,这种材料表现出了良好的可见光催化活性以及催化稳定性。以金纳米颗粒作为种子,采用液相还原法首先制备得到了 ******@Cu 2 O 核壳颗粒,基于 Cu 7 S 4 具有比 Cu 2 O 更低的溶度积常数,因此应用其为模板合成了 ******@Cu 7 S 4 核壳颗粒。 TEM 表征结果证实 Cu 7 S 4具有的良好晶体结构。光学性能显示这种材料不仅具有 Au 颗粒的表面等离子体吸收,而且因 Cu 7 S 4 局部表面等离子体共振效应的存在其在近红外区的吸收随着波长的增大而显著增强。关键词: 核壳结构水热合成法模板法可见光催化光学性能 ABSTRACT The core-shell structured nanomaterial as a kind of posite possesses potential applications in the field of catal ysis, lithium batteries, sensors, controlled drug delivery and targeting, and disease dia gnosis and therapy. This thesis focused most attention on the synthesis of several core-shell structured nanomaterials, the exploration of their formation mechanism and propertie