锗酸锌基、氧化锰基无机

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1、锗酸锌基、氧化锰基无机第一章绪论1.1引言从上世纪八十年代起，无机-有机杂化材料已经成为一种新型材料。根据其中有机成分的不同，可以将其分为无机-有机小分子杂化材料和无机-高分子聚合物杂化材料。无机-有机杂化材料不是单一材料（纯无机或纯有机相）性能的简单叠加，而是展现出了优于单一材料的良好特性，极大的改善了材料的性能，这是由于它们拥有无机成分的硬度、稳定和光学特征，以及有机成分的灵活性、多样性和可加工性。因此，通过将有机组份和无机组份进行复合来制备兼具两者优点的材料一直是提高材料性能经济实效的一种方法，近年来一大批有机无机材料已经涌现出来，可以通过多种方法制备，在光电1、光催化2、吸附3、离

2、子交换4和传感器5方面有潜在应用。不论是在基础研究还是在应用科学方面，无机-有机纳米杂化材料近年来都引起了广泛的关注。它不仅具有纳米材料所具备的表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应及小尺寸效应，而且还将无机组分的刚性、热稳定性等特性与有机小分子的络合效应或高分子的可加工性综合在一起，因此产生了很多的优势性能，此类材料已经广泛的渗透并应用在各个学科当中，如生物、环境、航空航天等军事方面。1.2无机-有机小分子纳米杂化材料根据无机组分里元素种类的不同，可以将无机-有机小分子纳米杂化材料分为单元素、双元素、三元素体系。有机小分子多为烧基胺，因此我们可以依照此种分类无机-有无机小分子杂化材料进

3、行总结。这里，我们定义所谓的小型有机分子为那些碳原子数量小于或等于10的分子，不同于常规的长链烧径表面活性剂、聚合物及高分子；这些有机小分子在材料合成中起着溶解及模板导向的作用，同时可以影响材料的形貌、结构及性能，包括乙二胺、二乙稀三胺、环己胺、丁胺、水合肼、四乙稀三胺等。无机-有机小分子杂化材料中无机组分为单元素的材料不是很多，无机组分主要为Au、Ag、Pd6_9等，有机组分则主要是院基硫醇。ZengiG的小组制备出了管状结构的Au-烧基硫醇纳米杂化材料如图1.1所示，（A)是金属-焼硫醇超分子双层结构自组装原理图，（B)是Au-十二硫醇场发射扫描图片，（C-F)是Au-十二硫醇碳纳米管

4、透射图片，图中的扫描图片及透射图片都很好的说明此纳米杂化材料的机构是管层状。Song2等成功合成了ZnS-丁胺纳米杂化材料，获得了形貌均一的超长纳米线(长度为5-20nm)，和无机材料相比，此复合材料焚光发射光谱以及由量子尺寸效应引起的激子激射能展示出了极大的蓝移。Jangi3等利用一步水热法且在无模板的情况下制备出ZnS(en)o.5，图1.3是其扫描图片及其对应的透射图片，从图中可以看出该纳米带的长度为130nm，厚度为55nm。该材料的焚光光谱在327、415-430和587-654nm存在发射峰，不同于纯无机材料ZnS,该杂化材料在光电器件方面存在潜在的应用。目前基于ZnSe的无机

5、-有机纳米材料主要为ZnSe-二乙稀三胺、ZnSe-联胺等。Yljl4利用水热法，在溶剂比(VN2H4.H2O/VDETA/VH20=5:M:16)为特定比例的情况下制备出了ZnSe-DETA纳米杂化带。混合溶剂的比例极大的影响了晶体的生长及产物的形貌，也是形成杂化纳米带的关键。第二章Zn2Ge04-DETA纳米杂化材料的制备与表征2.1引言Zri2Ge04的禁带宽度为4.68ev，作为一种重要的半导体，目前已经吸引了众多学者的广泛关注。它不仅在突光65、负的热膨胀66、紫外光探测器方面具有卓越的性能，同时在光催化降解有机物、光解水方面有着广泛的应用。最近有学者使用Zn2Ge04-En有机

6、无机杂化材料和石墨稀纳米片作为前驱体，进而合成出掺氮的石墨稀锗酸锌纳米复合材料，将其应用在锂电池方面，从而扩展了纳米杂化材料的实际应用。Zn2Ge04的合成方法有很多种，如化学气相转移法、溶液液相法等。同时Zn2Ge04纳米材料具有多种形貌，如纳米线、纳米簇、纳米棒、纳米球等職。二乙稀三胺（DETA)有机小分子成本低廉，作为重要的溶剂及结构引导剂，可插入到无机层中可以形成独特的无机-有机杂化结构，同时稳定无机结构单元将其连接起来。然而由于三元化合物的合成具有一定的困难，目前关于Zn2Ge04的无机-有机纳米杂化材料的研究还鲜见报道。大部分文章研究的是一维的纳米线或者纳米带，表面比较平滑，因

7、而缺少反应的活性点。虽然有文章已经报道过锗酸锌微球材料，但是材料的均一性较差，需进一步改进。就纳米材料而言，形貌和性能之间有着一定的相关性，寻求可控合成策略满足这一要求变得十分紧迫。2.2实验结果表征样品的物相分析采用RigakuD/Max-2550PC型X-射线衍射仪，用刀片将制备的产品粉末样品均勾的涂布在毛玻璃上，在RigakuD/Max-2550PC型X-射线衍射仪（石墨单色器，CuKa，X=1.5418A)的X射