無機(jī)氟(氧)化物功能材料的液相合成及物性表征.pdf

1、近年來，氟(氧)化物功能材料因其在超導(dǎo)電性、磁性材料、催化以及電發(fā)光材料等方面的應(yīng)用而成為近年來研究的熱點(diǎn)。本論文的主要研究目的在于利用液相的化學(xué)路線對(duì)氟(氧)化物功能材料進(jìn)行制備。通過對(duì)于反應(yīng)過程的研究，考察制備過程中各種反應(yīng)條件，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的目的。對(duì)所得氟(氧)化物功能材料的性能進(jìn)行測(cè)試，研究結(jié)構(gòu)、形貌與其物理性質(zhì)之間的聯(lián)系，以期制備出的氟(氧)化物具有更好的物化性質(zhì)。論文的主要內(nèi)容總結(jié)如下： 1.使用NH4HF為氟源，采用

2、溶劑熱合成法對(duì)Sr2CuO3和NdSr2Cu2O6-δ等銅氧化合物進(jìn)行了氟化研究。使用無水乙醇作為溶劑，從而避免了因銅基氧化物對(duì)水敏感而導(dǎo)致的失敗。通過比較實(shí)驗(yàn)，對(duì)這類反應(yīng)總結(jié)了一個(gè)較為優(yōu)化的制備條件。結(jié)構(gòu)分析表明，Sr2CuO3和NdSr2CuO6-δ經(jīng)過低溫處理后，它們的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，得到了一種亞穩(wěn)相的銅基氟氧化物。對(duì)所得到氟(氧)化物的超導(dǎo)電性通過其在零場(chǎng)冷下表現(xiàn)出的磁性進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，Sr2Cu(O，F(xiàn))4+δ的轉(zhuǎn)變溫度

3、出現(xiàn)在38K，而NdSr2Cu2(O，F(xiàn))6+δ所呈現(xiàn)的是一個(gè)順磁行為。這一銅基氧化物氟化的方法以前未見報(bào)道，其結(jié)果優(yōu)于使用NH4HF2做氟源的其他制備方法。 2.使用多種溶劑，以Ti粉或TiO2作為原料，在溶劑熱的條件下成功制備了K2TiF6、K2TiOF4、K3TiOF5和K7Ti4O4F7系列氟(氧)化物微晶體。通過研究不同的溶劑在反應(yīng)中的作用，發(fā)現(xiàn)所使用的溶劑對(duì)物相的形成具有重要的影響。通過對(duì)所制備的系列氟(氧)化物的物

4、性考察顯示，四種材料的比表面積非常??；但它們?cè)谧贤鈪^(qū)多表現(xiàn)了強(qiáng)烈的吸收，尤其是K2TiOF4還在可見光區(qū)出現(xiàn)較寬的強(qiáng)吸收；對(duì)氟(氧)化物進(jìn)行了光催化性能的初步研究，結(jié)果顯示，在紫外光照下產(chǎn)物對(duì)RhB的光降解表現(xiàn)出優(yōu)良的催化性能，尤其是K2TiOF4的活性最大，并且其在可見光照下降解RhB的能力超過了P25(TiO2)。 為了進(jìn)一步提高K2TiOF4的活性，我們還通過對(duì)反應(yīng)條件的控制，來實(shí)現(xiàn)這個(gè)材料納米結(jié)構(gòu)的制備。八面體、球形、棒

5、狀及空心球納米結(jié)構(gòu)的K2TiOF4，是在改變了一種反應(yīng)參數(shù)即溶劑得到的。通過實(shí)驗(yàn)還研究了體系的酸、堿性對(duì)物相形成的影響，適宜的pH值大約是7-8?？疾焖鼈兊谋缺砻娣e均有了大幅的提高。同樣對(duì)空心球納米結(jié)構(gòu)的光吸收及光催化性能進(jìn)行研究，結(jié)果表明比表面大的空心結(jié)構(gòu)有助于K2TiOF4催化活性及發(fā)光性能的提高。 3.使用PEG輔助的水熱方法對(duì)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)KMnF3的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制合成，在一個(gè)可控的條件下成功得到了微晶多面體、微球體和空心球

6、體。通過PEG對(duì)產(chǎn)物影響的研究表明PEG的類型是得到不同微結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。再結(jié)合PEG的濃度、反應(yīng)溫度、時(shí)間等參數(shù)，提出了一個(gè)Ostwold熟化的形成機(jī)理。我們對(duì)所得微結(jié)構(gòu)材料的吸收光譜和發(fā)光性質(zhì)進(jìn)行了表征，結(jié)果表明，具有強(qiáng)吸收的KMnF3是一個(gè)優(yōu)良的發(fā)光材料。 通過使用DMF，在溶劑熱條件下合成了納米結(jié)構(gòu)BaF2，通過對(duì)反應(yīng)時(shí)間的考察，研究了形貌的變化情況，從單個(gè)納米粒子成為方形微晶片。測(cè)試了BaF2納米顆粒的發(fā)光性能，通過與塊體