铌氧化物纳米材料的合成及性质研究

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1、重庆大学硕士学位论文铌氧化物纳米材料的合成及性质研究姓名：张密超申请学位级别：硕士专业：材料物理与化学指导教师：胡陈果20090530重庆大学硕+学位论文中文摘要摘要作为一种重要的氧化物材料，氧化铌(Nb205)在电子工业、陶瓷材料、光催化、光学玻璃和航空航天工业中得到了广泛应用。近年来，随着新材料和纳米技术的迅速发展，基于纳米级Nb=05的相关材料在一些功能性陶瓷中的应用也越来越广泛。因此，基于氧化物纳米材料的制备、性质及应用研究己成为一个迫切需要研究的课题。本文研究了Nb205：Tb”和BaNb03纳米晶的性质及其制备方法。采用了一种低温常压、操作简单、成本低廉、便于工业化推广的制备新

2、方法一复合氢氧化物媒介法(Composite--Hydroxide--Mediated，CHM)。利用该方法对氧化铌进行铽掺杂后，制备了一种新型的晶体材料一鸟巢状Nb=05：Tb3+微球。通过X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FnSEM)的表征，发现它为单相且为单斜结构，具有独特的分等级鸟巢形状，平均尺寸为lima。对Nb205：Tb”的光学性质研究表明，铽的掺杂使得氧化铌的发光更为显著，用535nm的激发波长去激发，发现在613nm处有一个强度很强的发射峰，这表明所合成的Nb205：Tb3+样品作为红色荧光粉可在发光系统和光器件方面有重要应用。文章同时探讨了复合氢氧化物媒介法制

3、备纳米级(平均粒径为1—100nm的超细粉末)BaNb03粉末的最佳工艺条件，研究了反应时间对形成BaNb03纳米晶粒径的影响，以及基于BaNb03纳米晶的湿敏性质。通过XRD、FE--SEM、TEM以及U、，-Vis的表征，发现其颗粒均匀，形貌规则，尺寸平均为50-200nm，且粒径随着生长时间的延长而减小。利用该纳米颗粒做成的膜电极具有良好的湿敏特性，电极电阻随湿度变化而剧烈变化。伴随着相对湿度从10％增加到80％，电极电阻从932．4MI)变化到2．2MQ，当相对湿度从20％增加到60％时，响应时间和恢复时间分别为12秒和32秒，这个结果表明铌酸钡纳米颗粒在高灵敏的环境监测和湿度控制

4、电子器件领域有着重要的应用。最后，用离子导电模型解释了该湿敏传感器的湿敏机理。关键词：CHM法，铽掺杂氧化铌，光致发光，铌酸钡，湿敏重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTAsavaluableoxidematerial，niobiumoxide(NbEOs)possesspromisingapplicationsinelectronindustry，ceramcismaterials，photocatalytic，opticalglasse，aviationindustryandSOon．Inrecentyears，晰tlltherapiddevelopmentofthenewmat

5、erialsandnanotechnology，itisfoundthattherelatedmaterialsbasedllanoniobiumoxidem205)hasbeenwidelyappliedintheareasoffunctionalceramcis．Sotheresearchofsynthesize，propertyandapplicationofoxidenano—materialsisaninterestingsubject．Inthispaper，wedevelopedanovelsimplemethodtoprepareNb20s：Tb3+microstructu

6、reandBaNb03nanocrystalusingthecomposi鼬ydroxide-mediated(CHM)method，whichisanewstrategythatprovidesaone-step，convenient，low-cost，nontoxicandthemethodWassuitableforlarge-scalepreparation．Asanewkindofcrystalmaterials，thenestlikemicrosphereNb20s：Zb3+wassynthesizedbydopingniobiumoxide(Nt，20s)withsomete

7、rbium(Tb)elementusingcomposite-hydroxide-mediated(CHM)method．Theobtainedsampleexhibitsauniquegeometricalshape，andtheywerecharacterizedbyX-raydiffraction(XRD)andfieldemissionscanningelectronmicroscopy(FE-SEM)．XRDa