微波辅助水热合成微纳米球及其自组装与性能研究

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1、上海交通大学硕士学位论文微波辅助水热合成微纳米球及其自组装与性能研究硕士研究生：王昕学号：1110509063导师：孔向阳教授申请学位：工学硕士学科：材料物理与化学所在单位：材料学院答辩日期：2014年2月授予学位单位：上海交通大学万方数据DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterMICRO/NANOSPHERES:SYNTHESIS,SELF-ASSEMBLYANDPROPERTIESCandidate：XinWan

2、gStudentID:1110509063Supervisor：Prof.XiangYangKongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsphysicsandchemistrySchoolofMaterialsScienceandAffiliation：EngineeringDateofDefence：2014/2Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversity

3、万方数据上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文《微波辅助水热合成微纳米球及其自组装与性能研究》，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日万方数据上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门

4、或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□√。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据上海交通大学硕士学位论文微波辅助水热合成微纳米球及其自组装与性能研究摘要球形结构作为一种较为理想的微纳米材料形貌,在材料研究及应用中均得到高度关注。.微纳米球的单分散性及其尺寸的高度可

5、控性是这类应用得以实现的关键。本论文基于微波辅.助.水热法这一快速、高效的微纳米材料合成路径，开发出制备尺寸均匀可控、单分散程度高的胶体含碳微球、SnO2球以及一步法合成SnO2@C核壳结构的新工艺，并研究表征了胶体微球的自组装结构、性能及其在相关领域中的应用。利用微波作为热源，柠檬酸作为加速碳化反应的催化剂，以葡.萄糖为原料，制备出单分散且颗粒尺寸在100nm~1.5μm范围内可控的胶体碳球。该反应工艺简单，且能够在30min内迅速完成。通过垂直沉积自组装的方法获得二维碳微球胶体晶体，并以该结构为模板，结合原子

6、层沉积（ALD）技术，成功制备出了ZnO@C，Cu2S@C复合微球阵列，及通过高温氧化法去除碳球模板后的空心微球阵列。以金属锡颗粒、柠檬酸作为起始反应物，通过微波水热法制备出SnO2微纳米球。SEM、TEM形貌表征结果显示所得SnO2纳米球，直径分布为80-200nm。这些纳米球是由尺寸介于8~10nm的SnO2纳米晶聚集而成。光致发光谱及紫外光照下的光电流测试结果均表明通过这一工艺制备的SnO2具有良好的紫外光灵敏度，有望应用于新型紫外光探测器中。在SnO2纳米球基础上，向反应物中添加淀粉作为碳源，将SnO2颗

7、粒的形核步骤与淀粉的碳化反应串联起来，一步法制备出核壳结构I万方数据上海交通大学硕士学位论文SnO2@C微球。通过改变反应物中的碳源浓度，提前或推迟碳.化反应发生的时间，可以控制该核壳结构的形貌及尺寸。该核壳结构可用于锂离子.电池负极，其电化学性能测试结果表明这一材料在锂离子电池应用中具有一定的价值。关键词：微波水热合成，碳微球，SnO2纳米球，电化学性能II万方数据上海交通大学硕士学位论文MICRO/NANOSPHERES:MICROWAVEASSISTEDHYDROTHERMALSYNTHESIS,SELF-

8、ASSEMBLYANDPROPERTIESABSTRACTSphere-likenanomaterialsandnanostructureshavebeenextensivelystudiedandwidelyusedforversatileapplications,duetothemono-dispersityandhighlycontrollablesizesresp