一维钼氧化物纳米材料的制备及性能调控

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1、摘要随着纳米科学技术深入发展，一维纳米材料的优异性能和广阔应用前景引发了科学工作者的极大兴趣。通过研究材料的生长机制来实现对尺寸、维度、结构的合理控制，通过掺杂修饰来优化材料的性能，并且研究结构与性能的相关性，为最终实现人为意愿设计合成特定功能材料的目标奠定基础。由于钼氧化物及多元钼酸盐在电池材料、催化剂、电致变色、敏感元件、光学材料等方面具有潜在的巨大应用价值，因而逐步受到人们重视。本论文选择钼氧化物纳米材料为研究对象，采用现代测试手段对一维钼氧化物纳米材料的合成、结构和性能进行了系统深入的研究，并实现对其性能的调控。主要内容和研究结果如下：1．分别以离子交换法和双氧水氧化法制备了稳定的溶胶

2、，并以此为前驱体采用简单的水热合成方法自组装合成了形貌良好、尺寸均一的单晶0t．M003纳米带：研究了不同的水热温度、反应时间、溶胶浓度对产物结构和形貌的影响，并阐述了其生长机制；研究了M003纳米带与体材料的电化学性能，发现纳米带具有较高的放电比容量和更稳定的循环特性。2．分别采用气相还原法、液相原位还原法、溶胶溶剂热法制备出不同形貌的M002一维纳米材料，并研究了它们的生长机制。3．采用十六胺(HDA)为表面活性剂，在水热条件下合成了钼氧化物纳米管，并对其进行了详细的表征，发现其化学组成为(M003)o．77(HDA)o．23，并用片状卷曲机制解释了管状结构的形成机理。4．用直接与间接两种

3、不同的方法成功实现M003纳米带的锂化改性，发现锂化后纳米带的结构与形貌基本保持不变，而电化学性能与单根电学性能研究表明，纳米带由锂化前的半导体特性转变为金属特性，电导率由10-4S／cm提高到10-2S／cm，同时电化学性能也得到了明显改善。5．对钔氧化物进行母体引入制备钼酸盐，采用溶胶水热法合成微米级纺锤状ZnMoO。：采用微乳液体系通过控制水核半径实现了晶粒尺寸控制，制备了NaZn20H(M004h(H20)与CaM004纳米棒，并对光致发光性能进行了研究。关键词：一维纳米材料，钼氧化物，修饰，性能AbstractWiththedevelopmentandadvancedresearch

4、innanoscienceandnanotechnology，one—dimensional(1一D)nanomaterialshaveattractwidelyinterestingduetotheiruniquepropertyandbroadforegroundinapplication．Itisimportanttocontrolthegeometry,dimension，composing，crystalstructureandpropertiesofthel—Dnanomaterialsandinvestigatetherelationshipbetweenstructureand

5、propertiesbystudyingtheirgrowthmechanism，whichisusefultoachievethegoalofsynthesizingfunctionalmaterialsbyhumanwilling．Becauseofthepotentialapplicationinmanyfields，suchaslithiumionsecondarybatteries，catalysts，sensors，electrochromicandopticalmaterials，molybdenumoxideandmolybdatehavebeenmorepaidattenti

6、onto．Inthisdissertation,onedimensionalmolybdenumoxidenanomaterialswerechosenastheobjectofstudy．Modemtestingmethodswereusedtostudythestructureandpropertiesof1-Dmolybdenumoxidenanomaterials，andtheapproachofpropertyadjustmentWaSinvestigated．Theobtainedmainresultsareasfollows：(1)M003nanobeltsweresynthes

7、izedviathesimplehydrothermalreactionfromstablesolspreparedbytwodifferentmethodswithouttemplateandcatalyst．Theas—synthesizedsamplesconsistedmajorityofsingle—crystalorthorhombicM003nanobelts．Thegrowthme