核殼結(jié)構(gòu)納米復合氧化物的制備與表征.pdf

1、在眾多雜化材料中，核殼材料因其組成、大小和結(jié)構(gòu)的不同而具有獨特的物理和化學性能，并且，通過對核、殼形狀的控制和尺寸的調(diào)節(jié)可以調(diào)控其復合性能，使其廣泛應用于醫(yī)學、催化、電池電極和軍工等領(lǐng)域，因此近年來備受世界各國學者關(guān)注。目前在核殼材料制備方法中，以水熱法、溶劑熱法、物理氣相沉積法和溶膠凝膠法為主，但上述方法均難以實現(xiàn)材料的結(jié)構(gòu)均一性和分散單一性。因此，如何找到一種方法以實現(xiàn)核殼材料的結(jié)構(gòu)均一性和分散單一性，一直是本領(lǐng)域科學工作者所追尋的

2、目標。
　　本文首先制備出了聚苯乙烯(PS)膠晶球，并采用PS膠晶球模板法合成了三維有序大孔結(jié)構(gòu)(3DOM)的Fe2O3、 NiO和Mn2O3三種金屬氧化物薄膜骨架。SEM結(jié)果表明:PS微球粒徑均一，表面光滑無雜質(zhì)，均勻有序地排列在基底上，粒徑大約為280 nm;3DOM Fe2O3、NiO和Mn2O3呈現(xiàn)出孔結(jié)構(gòu)排列周期性強、整體結(jié)構(gòu)三維長程有序的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，大孔直徑分別為200 nm、150nm和180nm左右，壁厚均在30

3、 nm左右。
　　再結(jié)合溶膠-浸漬法制備出3DOM Mn2O3@Fe2O3、3DOM NiO@Fe2O3、3DOMMn2O3@NiO和3DOM NiO@Mn2O3四種核殼結(jié)構(gòu)復合金屬氧化物。并利用SEM、TEM、EDS等手段研究了不同的前驅(qū)液溶膠濃度對復合金屬氧化物的微觀形貌以及核殼摩爾比的影響。結(jié)果表明:制備的核殼材料具有孔結(jié)構(gòu)排列周期性強、三維長程有序等特點，有效地提高了核殼材料的結(jié)構(gòu)均一性和分散單一性;前驅(qū)液溶膠濃度和殼的厚

4、度及核殼摩爾比呈正相關(guān)關(guān)系，即隨著溶膠濃度的提高，殼的厚度不斷增大且核殼摩爾比也隨之增加，因此可通過調(diào)控前驅(qū)液的濃度來實現(xiàn)核與殼尺寸的調(diào)整，從而達到對其復合性能的調(diào)控的目的，這為今后核殼結(jié)構(gòu)納米金屬氧化物的應用奠定了堅實的基礎(chǔ)。
　　論文最后對所制備的3DOM核殼結(jié)構(gòu)復合氧化物的應用進行了初步的探討，利用DSC研究了3DOM NiO@Fe2O3核殼材料對高氯酸銨(AP)熱分解的催化作用。研究發(fā)現(xiàn)隨著NiO殼層厚度的增加，3DOM