现代无机合成课程论文
无机合成01-2

第四节 无机合成前沿课题
4.1 新型结构无机化合物或材料的创新 4.2 新合成反应、路线与技术的开发 4.3 极端条件下的合成方法及技术 4.4 软化学合成方法及技术 4.5 绿色合成反应与工艺 4.6 仿生合成与无机合成中生物技术的应用 4.7 无机合成基础理论的研究 4.8 功能材料的分子设计及分子工程学
第四节 无机合成前沿课题
4.3 极端条件下的合成方法及技术
现代无机合成愈来愈广泛地应用极端条件(如超高压、超 高温、超高真空、超低温、强磁场与电场等)下的合成方法与 技术实现通常条件下无法进行的合成,并在此极端条件下开发 出一般条件下无法得到的新化合物、新物相与新物态。 该方法又称硬化学合成方法。
第三节 无机合成文献
Handbook of Preparative Inorganic Chemistry 《无机化学制备手册》
该 手 册 由 德 国 G. Brauer 编 写 , Academic Press Inc. 1963年出版(New York)。本书的增订第二版由何泽人编译出 版(燃料化工出版社,1975年)。 该书第一篇介绍了无机物质的一般制备方法;第二篇介 绍了各种元素、单质和它们的化合物。其编排顺序是按族分 类。合成原理和理论探讨放在每个产品合成方法后面介绍。 全书介绍了千种以上无机制品的制备方法。
思考题
合成市场急需抗癌新药“顺铂”[cis-Pt(NH3)2Cl2],请查找 生产工艺及检测方法。 H2O2可作火箭推进剂、医学上的消毒剂和工业生产的原 料,请提供生产、检测方法及国家标准。 电视显像管、荧光屏在高压下放出X射线,为此在玻壳 中须加入少量化学纯SrCO3,欲从天青石中提SrCO3,请 提供生产方法和国家标准。
第三节 无机合成文献
《无机复合材料》课程论文
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《无机复合材料》课程论文最终成绩自评成绩优秀论文题目新型石墨烯复合材料的制备及其在生物领域中的应用学院材料科学与工程年级2014级专业无机非金属材料工程学生姓名李虎学号14089840706指导教师鞠成佳木斯大学新型石墨烯复合材料的制备及其在生物领域中的应用作者:李虎学号:14089840706 班级:无机二班摘要:随着现代生物化学、生物医学的迅速发展,对应用于生物领域的新型材料提出了越来越高的要求。
自从石墨烯材材料被发现以来,由于其具有较大的比表面积,极好的导电性以及良好的生物相容性,在各生物应用领域起到了越来越大的作用。
本文基于石墨烯材料,利用其纳米片带负电的性质,分别与两种无机材料复合,并用于蛋白质的分离及葡萄糖的检测研究。
主要工作如下:1. 通过聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)修饰的四氧化三铁(Fe3O4)带正电的性质,与带负电的氧化石墨烯(GO)纳米片自组装,合成了具有核壳结构的 Fe3O4@GO 磁性微球。
经过表征,Fe3O4@GO 材料既具有较强的饱和磁化强度,又具有较大的比表面积,适用于蛋白质的吸附分离。
以牛血清蛋白质为模型,经过吸附分离的实验研究,结果表明该材料对牛血清蛋白具有较大的饱和吸附量,且在磁场存在下分离迅速,其性能优于其它一些磁性复合材料。
2. 利用镍铝水滑石(Ni-Al-LDHs)剥离成纳米片后片层带正电的性质,使其与石墨烯(graphene)纳米片复合,合成 Ni-Al-LDH/Graphene 层状纳米片复合材料。
由于石墨烯的加入,阻碍了水滑石纳米片的堆叠,增加了水滑石的活性位点,且提高了复合材料的导电性。
将该复合材料修饰电极,构筑了葡萄糖传感器,具有优良的电催化性能和检测性能。
且与单独Ni-Al-LDHs 修饰电极构筑的葡萄糖传感器相比,具有较低检测限的同时,具有较高的灵敏度(是其灵敏度的 21.6 倍)。
关键词:石墨烯,自组装,蛋白质吸附,葡萄糖传感器1.1 石墨烯(Graphene)概述人们在1985年发现了富勒烯[1],1991年发现了碳纳米管[2]后,碳材料在物理、化学,生物等领域发挥了越来越大的作用,这也引起了人们对碳材料的种种猜想与假设。
无机化学中的各种合成和应用研究
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无机化学中的各种合成和应用研究无机化学是研究无机物质及其反应、合成和应用的一个重要学科。
在无机化学领域,各种化合物的合成和应用研究是一项重要的研究方向。
无机化合物具有成本低、化学稳定性好、化学反应活性高等特点,在能源、医药、材料等领域具有广泛的应用前景。
本文将从无机化学中各种合成和应用研究方面进行探讨。
一、合成研究1、金属配位化合物的合成金属配位化合物是一类非常重要的无机化合物。
它们具有很强的光电性质,因此可以广泛地应用于光电子学、材料学等领域。
在合成金属配位化合物的过程中,通常会使用各种有机配体和金属离子反应,从而得到具有特定结构和性质的物质。
目前,已有很多关于金属配位化合物的合成和应用研究,如常见的铁氰化物和铜酞菁等。
2、氧化物的合成氧化物是一类常见的无机化合物。
它们具有很强的稳定性和物理性质,因此被广泛地应用于催化、电化学等领域。
在氧化物的合成中,通常会采用溶胶-凝胶法、共沉淀法、燃烧法等方法,通过控制反应条件和反应物质的配比等因素,得到具有一定形貌和结构的氧化物材料,如氧化钛、氧化铁等。
二、应用研究1、催化应用催化是一种重要的化学反应过程,可以使反应速率加快、温度降低等。
在无机化学领域中,催化材料的研究和应用非常重要。
常见的催化材料包括金属催化剂、氧化物催化剂、有机催化剂等。
目前,已有很多研究基于这些催化材料开发出具有一定特性的催化剂,如具有光催化性能的氧化钛催化剂、具有高酸性的氧化铝催化剂等。
2、电化学应用电化学是一种将化学反应转化为电能的过程。
在无机化学中,电化学应用广泛,包括电解制备金属、电化学合成、电化学防腐等。
电化学合成是一种新兴的合成方法,可以通过控制电解物质和反应条件,合成出具有特殊形貌和性质的材料。
目前,已有很多相关的研究,如电解制备氧化物、电解合成纳米晶体等。
3、材料应用无机化合物在材料学领域也有着广泛的应用。
如无机陶瓷材料、晶体材料、薄膜材料等,已经成为现代科技领域中最重要的材料之一。
《无机复合材料》课程论文
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《无机复合材料》课程论文最终成绩自评成绩优秀论文题目新型石墨烯复合材料的制备及其在生物领域中的应用学院材料科学与工程年级2014级专业无机非金属材料工程学生姓名李虎学号14089840706指导教师鞠成佳木斯大学新型石墨烯复合材料的制备及其在生物领域中的应用作者:李虎学号:14089840706 班级:无机二班摘要:随着现代生物化学、生物医学的迅速发展,对应用于生物领域的新型材料提出了越来越高的要求。
自从石墨烯材材料被发现以来,由于其具有较大的比表面积,极好的导电性以及良好的生物相容性,在各生物应用领域起到了越来越大的作用。
本文基于石墨烯材料,利用其纳米片带负电的性质,分别与两种无机材料复合,并用于蛋白质的分离及葡萄糖的检测研究。
主要工作如下:1. 通过聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)修饰的四氧化三铁(Fe3O4)带正电的性质,与带负电的氧化石墨烯(GO)纳米片自组装,合成了具有核壳结构的 Fe3O4@GO 磁性微球。
经过表征,Fe3O4@GO 材料既具有较强的饱和磁化强度,又具有较大的比表面积,适用于蛋白质的吸附分离。
以牛血清蛋白质为模型,经过吸附分离的实验研究,结果表明该材料对牛血清蛋白具有较大的饱和吸附量,且在磁场存在下分离迅速,其性能优于其它一些磁性复合材料。
2. 利用镍铝水滑石(Ni-Al-LDHs)剥离成纳米片后片层带正电的性质,使其与石墨烯(graphene)纳米片复合,合成 Ni-Al-LDH/Graphene 层状纳米片复合材料。
由于石墨烯的加入,阻碍了水滑石纳米片的堆叠,增加了水滑石的活性位点,且提高了复合材料的导电性。
将该复合材料修饰电极,构筑了葡萄糖传感器,具有优良的电催化性能和检测性能。
且与单独Ni-Al-LDHs 修饰电极构筑的葡萄糖传感器相比,具有较低检测限的同时,具有较高的灵敏度(是其灵敏度的 21.6 倍)。
关键词:石墨烯,自组装,蛋白质吸附,葡萄糖传感器1.1 石墨烯(Graphene)概述人们在1985年发现了富勒烯[1],1991年发现了碳纳米管[2]后,碳材料在物理、化学,生物等领域发挥了越来越大的作用,这也引起了人们对碳材料的种种猜想与假设。
无机化学合成论文
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钛酸钠纳米管作为负电极材料钠离子电容器尹娇,齐力,王宏宇电分析国家重点实验室,长春应用化学研究所,中国科学院,中国长春人民街5625号(邮编130022)中国研究生科学院中国北京(邮编100039)重要信息:摘要:目前正在考虑锂离子储能技术是否应用于电动车行业甚至是电网储能。
然而,现代社会对大量能源的迫切需求与地球锂资源的的短缺相矛盾。
解决这一矛盾的第一选择或许就是有关钠的材料。
在此,我们建议使用以多孔碳和钛酸钠纳米管(Na-TNT,Na +掺杂化合物)为正负电极以含钠离子的非水物质为电解质的钠离子电容器作为一个电能存储系统。
作为一个低电压(0.1−2 V)钠掺杂纳米材料,可以用一个简单的热液反应合成,Na-TNT。
与普通钛酸钠相比,Na-TNT具有优秀的速度性能。
这种性能正好适应了电化学电容器的需要。
钠离子电容器有理想的能量密度和功率密度(34 Wh kg−1, 889 W kg−1)。
此外,钠离子电容器的长期循环寿命(1000次)和库仑效率也高(≈98%之后,第二个周期)。
更重要的是,钠离子电容器的概念已经提出。
关键字:钛酸钠纳米管,负极材料,钠离子,电容器1.介绍电化学电容器(ECs)具有高能量密度、寿命长、稳定性能好的特点。
因此,电化学电容器是新一代最有前途的绿色能源存储设备之一3-1。
然而,与二代电池相比他们的能量密度还是相当小的。
为了解决这个问题,提出了不对称“混合电化学电容器(简称混合电容器)的概念。
混合电容器结合电池式电极和电容式电极(一般为多孔碳)的特点,拥有合适的能量密度和功率密度。
尤其是混合电容器使用非水电解质的锂离子材料表现出优异的能量密度。
起初,混合电容器的工作电压很高,例如在锂离子电容器的工作电压达4V(活性炭/锂掺杂碳)。
后来,与多孔碳的双层电容相比,掺杂锂离子的电容式电极的电荷存储数量是很大的。
然而,现代社会对大量能源的迫切需求与地球锂资源的的短缺的矛盾限制了锂离子电池的发展。
大学化学实验:无机物质合成与性质研究

大学化学实验:无机物质合成与性质研究引言是一篇长文的开头部分,旨在向读者介绍文章的背景、目的和结构。
本文的引言将分为三个小节:概述、文章结构和目的。
1.1 概述无机物质合成与性质研究是大学化学实验中重要而又基础的内容之一。
无机化学作为化学学科的重要分支,研究无机物质的合成方法和性质变化规律对于理解化学原理、发展新材料具有重要意义。
通过进行无机物质合成与性质研究实验,我们可以深入探讨无机物质之间的相互关系以及它们在现实世界中的应用。
1.2 文章结构本文将按照以下结构展开:首先介绍实验所采用的方法和步骤,包括材料准备、实验步骤以及使用到的设备和仪器。
其次,我们将重点探讨无机物质合成研究部分,介绍常见的无机物质合成方法,并选择特定材料进行合成实验,并对其过程和结果进行详细分析。
然后,我们将转向无机物质性质研究部分,在简介常用性质测试方法的基础上,对已合成的物质进行性质测试实验,并对结果进行分析和讨论。
最后,我们将总结实验的主要发现,提出存在问题和进一步改进方向,并展望未来的研究方向和意义。
1.3 目的本文旨在通过对大学化学实验中无机物质合成与性质研究的探索,加深我们对无机化学原理和应用的理解。
通过实验方法、过程和结果的详细描述与分析,旨在为读者提供一个全面而系统的了解无机物质合成与性质研究内容的参考。
同时,通过总结实验中存在的问题和改进方向,并展望未来的研究方向和意义,鼓励更多人参与到无机物质研究领域中来。
以上就是文章“1. 引言”部分内容所涵盖的概述、文章结构和目的。
接下来,我们将详细介绍实验方法。
2. 实验方法:2.1 材料准备:在进行化学实验之前,需要提前准备好每个实验步骤所需的材料。
这些材料可能包括但不限于无机试剂、溶剂、玻璃器皿等。
其中,无机试剂是合成无机物质必不可少的原料。
在选择无机试剂时,应根据实验目的和预期结果进行筛选,并确保其纯度和稳定性以获得准确可靠的实验数据。
2.2 实验步骤:详细记录每个实验步骤以确保实验过程正确可复现。
无机合成与制备技术小论文
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无机合成与制备技术小论文——自蔓延高温合成技术自蔓延高温合成技术摘要:本文讲述了了自蔓延燃烧合成技术的发展历史和特点,介绍了各种技术方法。
关键字:发展历史;特点;技术方法一、前言自蔓延高温合成(Self-PropagatingHighTemperatureSynthesis---SHS),也称燃烧合成(CombustionSynthesis---CS)是一种利用化学反应自身放热使反应持续进行,最终合成所需材料或制品的新技术。
任何化学物质的燃烧只要其结果是形成了有实际用途的凝聚态的产品或材料,都可被称为SHS过程。
在SHS过程中,参与反应的物质可处于固态、液态或气态,但最终产物一般是固态。
二、发展历史将燃烧合成和冶金、机械等技术结合起来,并发展成为具有普遍意义的材料制备新技术应当归功于原苏联科学家的努力。
1967年,原苏联科学院化学物理研究所Borovinskaya、Skiro和Merzhanov等人在研究Ti、B混合物的燃烧问题时,发现了燃烧反应的自蔓延现象并将这种初始反应物都是固体的燃烧过程称为“固体火焰”。
这一现象的发现为合成一些用传统方法很难得到的难熔化合物找到了一种新方法。
1972年原苏联科学院化学物理研究所开始生产难熔化合物粉末(TiC,Ti(CN),MoSi2,AlN,六方BN),1975年开始把SHS技术和烧结、热压、热挤压、爆炸、堆焊和离心铸造等技术结合起来以制备陶瓷,金属陶瓷和复合管材等致密材料。
原苏联用SHS合成的化合物达300多种。
三、SHS的特点SHS技术制备的产品纯度高、能耗低、工艺简单,用SHS技术可以制备非平衡态、非化学计量比和功能梯度材料。
(1)SHS是一种快速的合成过程燃烧波的传播过程即材料的合成过程,这无疑提高了材料合成的效率。
然而也正是这种高速合成的特点,使合成过程在燃烧波一开始引发后实际上就处于一种不可控状态。
这种不可控的材料合成方法难以为大多数材料工作者所接受。
化学物质无机合成
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化学物质无机合成化学物质是现代社会中不可或缺的一部分,它们广泛应用于医药、农业、工业等各个领域。
其中,无机合成是一项重要的化学技术,涉及到合成无机化合物和材料。
本文将探讨化学物质无机合成的原理、方法和应用。
一、无机合成的原理无机合成是指通过无机化学原理和方法,将不同的无机物质反应生成目标无机物质的过程。
无机合成涉及到多种反应类型,包括酸碱中和反应、氧化还原反应、置换反应、络合反应等。
在无机合成中,化学反应的速度和产率是重要的考虑因素。
因此,在设计无机合成的过程中,需要选择合适的反应条件和催化剂,以促进反应的进行。
此外,反应物的纯度和比例也是影响合成效果的重要因素。
二、无机合成的方法无机合成方法繁多,下面介绍几种常见的方法。
1. 溶液法溶液法是一种常用的无机合成方法。
在溶液中,通过控制反应物的加入顺序和条件,可以合成出各种无机化合物。
同时,溶液法也可用于合成纳米材料,通过调控溶液中的反应条件,可以控制纳米材料的粒径和形貌。
2. 沉淀法沉淀法是通过加入一种沉淀剂,使溶液中的某些离子沉淀下来形成固体产物的方法。
此方法常用于制备无机颗粒材料和无机薄膜材料。
3. 水热合成法水热合成法是一种在高温高压水环境下进行的无机合成方法。
在水热条件下,反应速度加快,反应物更容易溶解和反应,从而促进无机合成的进行。
这种方法适用于合成金属氧化物、金属硫化物等材料。
4. 气相沉积法气相沉积法是通过将反应物的气态前体物质在高温下分解或反应,生成目标无机材料的方法。
此方法常用于制备薄膜材料和纳米颗粒。
三、无机合成的应用无机合成在各个领域都有广泛应用。
1. 医药领域无机合成用于合成药物的中间体或活性成分。
许多药物,如抗癌药物、抗生素等,都需要通过无机合成来制备。
2. 农业领域农业领域需要大量的无机化合物,如肥料、农药等。
通过无机合成,可以制备出高效、环保的农药和肥料,提高农作物的产量和质量。
3. 工业领域工业领域需要大量的无机材料,如金属氧化物、金属硫化物等。
无机化学物质的合成和应用
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无机化学物质的合成和应用无机化学是研究无机物质的性质、合成、结构和反应的一门学科。
无机化学物质指的是没有含碳-碳或碳-氢化学键的化合物,例如水、氧、硫酸等等。
在现代化学领域,无机化学物质已经广泛应用于矿物、金属、材料、医药、电子等多个领域。
在本文中,我们将重点探讨无机化学物质的合成方法和应用。
一、无机化合物的合成1. 溶液法溶液法是一种常见的制备无机化合物的方法。
该方法是将反应物通过溶解在适当溶剂中,然后在合适的条件下进行反应,从而得到所需的产物。
例如,铁氰化钾可以通过氰化钾和铁二价离子的溶液反应得到。
这种方法较为简单,但是需要注意选择合适的溶剂和反应条件,以确保得到高纯度的产物。
2. 固相法固相法是一种在固体相中进行反应的无机化合物合成方法。
该方法与溶液法不同,反应物通常是以固态的形式存在,然后进行热处理或加入催化剂等条件来促进反应。
例如,氧化铝可以通过热处理氢氧化铝的固体来合成。
固相法适用于不易在溶液中反应的化学反应,但是需要控制反应条件以避免产生杂质。
3. 气相法气相法是一种在气相中进行反应的无机化合物合成方法。
该方法通常需要将反应物在特定温度和压力下流动,然后利用气相反应的机制进行反应。
例如,酸性氮化硅可以通过在氮化硅和氨气的反应中得到。
气相法适用于不易在溶液中和固态中合成的化合物,但是需要高端设备和控制良好的反应条件,以确保产物的纯度。
二、无机化合物的应用1. 材料科学无机化合物在材料科学中广泛应用,例如金属、陶瓷、玻璃、高分子等材料的制备中,无机化合物是不可或缺的原料。
例如氧化铝、氮化硼、碳化硅等无机化合物可以作为陶瓷材料、涂料材料等的重要基础材料,具有高温稳定性、良好的化学稳定性等优良性质。
2. 医药领域无机化合物在医药领域具有广泛应用。
例如,金属铂常被用于癌症治疗的药物中。
金属铂可以与DNA中的碱基配对形成交联,从而阻止癌细胞的生长和分裂。
此外,铁、钙等离子也被广泛应用于健康和药物领域。
无机合成论文
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水热法合成二氧化钛摘要:二氧化钛具有稳定性好、光催化效率高和不产生二次污染等特点,有着广阔的应用前景。
水热法制备的二氧化钛粉体具有细小、晶粒发育完整、无团聚等优点。
关键词:二氧化钛水热法制备发展水热合成是指温度为100~1000 ℃、压力为1MPa~1GPa 条件下利用水溶液中物质化学反应所进行的合成。
在亚临界和超临界水热条件下,由于反应处于分子水平,反应性提高,因而水热反应可以替代某些高温固相反应。
又由于水热反应的均相成核及非均相成核机理与固相反应的扩散机制不同,因而可以创造出其它方法无法制备的新化合物和新材料。
一系列温和与高温高压水热反应的开拓及其在此基础上开发出来的水热合成路线,已成为目前获取多数无机功能材料和特种组成与结构的无机化合物的重要途径。
水热法与其它方法相比、具有以下特点:(1)反应在高温高压下进行,能实现常规条件下无法进行的反应;(2)通过温度、酸碱度、原料配比等条件的改变,能得到各种晶体结构、组成、形貌以及颗粒尺寸的产物;(3)可直接得到结晶良好的粉体,无须高温焙烧晶化;(4)过程污染小。
水热合成法制备特定形貌的二氧化钛实验部分溶液的配置:四氯化钛溶液(2mol/L)的配置:在磁力搅拌下,将110mL的TiCl缓慢滴加到已4装有300mL的二次蒸馏水的烧杯中。
然后将该溶液定容到500mL ,即得到2mol/L 的四氯化钛溶液(由于四氯化钛在空气中冒白烟,所以滴加实验在通风厨中进行)。
硫酸钛溶液(1mol/L)的配置:称取120g硫酸钛,加水溶解并定容至500mL,即得到1mol/L的硫酸钛溶液。
氢氧化钠溶液(1.5 mol/L )的配置:将18.0g的NaOH溶解到300mL二次蒸馏水中。
催化剂的制备:(2mol/L ) 四氯化钛法:控制水浴温度为30 ℃。
在磁力搅拌下,将一定量的T iCl4滴加到300mL的1. 5mo l/L的NaOH溶液中,得到的白色沉淀. 沉淀陈化过夜,布氏漏斗过滤(微孔滤膜孔径0. 45 Lm)。
无机化学合成论文
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高分子纳米复合材料的研究进展摘要:阐述了高分子纳米复合材料的发展研究现状及高分子纳米复合材料的制备方法、结构性质和性能,同时介绍了高分子纳米材料的表征技术及应用前景。
关键词:高分子;纳米材料;复合材料;制备;表征;应用1、引言纳米材料科学是一门新兴的并正在迅速发展的理、胶体化学、配位化学、化学反应动力学和表面、界面科学等多种学科,在实际应用和理论上都具有极大的研究价值,所以成为近些年来材料科学领域研究的热点之一, 被誉为“21世纪最有前途的材料”[ 1 ,2 ]。
高分子纳米复合材料是近年来高分子材料科学的一个发展十分迅速的新领域。
一般来说,它是指分散相尺寸至少有一维小于100 纳米的复合材料。
这种新型复合材料可以将无机材料的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与高分子材料的韧性、可加工性及介电性质完美地结合起来,开辟了复合材料的新时代,制备纳米复合材料。
已成为获得高性能复合材料的重要方法之一。
高分子材料科学的涉及非常广泛,其中一个重要方面就是改变单一聚合物的凝聚态,或添加填料来实现高分子材料使用性能的大幅提升。
因此纳米粒子的特异性能使其在这一领域的发展过程中顺应了高分子复合材料对高性能填料的需求, 对高分子材料科学突破传统理念发挥重要的作用。
纳米材料科学与高分子材料科学的交融互助就产生了高分子纳米复合材料[3]。
2、高分子纳米复合材料的制备高分子纳米复合材料的涉及面较宽,包括的范围较广,近年来发展建立起来的制备方法也多种多样[4、6 ],可大致归为四大类:纳米单元与高分子直接共混,在高分子基体中原位生成纳米单元;在纳米单元存在下单体分子原位聚合生成高分子及纳米单元和高分子同时生成。
2.1纳米单元的制备可用于直接共混的纳米单元的制备方法种类繁多[7--10],通常有两种形式的制备:从小到大的构筑式,即由原子、分子等前体出发制备;从大到小的粉碎式,即由常规块材前体出发制备(一般为了更好控制所制备的纳米单元的微观结构性能,常采用构筑式制备法) 。
《无机材料合成》课程教学改革的探讨
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《无机材料合成》课程教学改革的探讨摘要:作为材料化学专业的一门专业必修课,《无机材料合成》课程作用非常重要。
但此课程内容多而散、涉及面广,且实践性强,存在一定的教学难度。
本人在过去教学经验的基础上,通过认真研究当前的教学形式、教学效果及学生的反馈情况,尝试从知识内容设计、理论与实践的结合性及考核方式等方面进行改革,旨在调动学生的学习积极性和主动性,提高课堂教学质量和学生的学习效率。
其中一部分改革措施的实施,取得了一定成果。
关键词:无机材料合成;教学方法;教学改革《无机材料合成》作为大学本科材料化学专业的一门主干课程[1],在整个专业教学中非常重要,能够起到承上启下的作用。
其主要讲授经典合成方法、软化学合成方法和特殊合成方法及薄膜材料、陶瓷与耐火材料、晶体和非晶材料、功能信息和新能源材料等典型无机材料的制备,课程内容非常多而散,涉及化学、材料学和物理学等多门学科的知识。
其基本任务是学生通过系统的学习无机材料的一系列制备方法、原理、特点及生产设备,掌握相关的基本理论和实践方法,为以后的实际应用和科研深造提供必要的知识储备[2]。
通过对以往几届教过学生的调查和交流,学生普遍认为这门课程内容非常繁多、知识琐碎、概念抽象、内容关联性不强,难以理解掌握,因此学习兴趣不高,导致课堂教学效果差。
笔者根据近几年讲授《无机材料合成》课程的教学经验和体会,再结合这门学科的特点,本文就如何充分调动学生的学习积极性、主动性和参与性,创造以教师为课堂引导、以学生为主体的课堂氛围,提高课堂教学效率,以及如何培养他们的知识组织能力、科学思维能力和创新精神,尝试对《无机材料合成》课程进行总结,就以下几个方面提出一些建议。
一、基础知识整合设计,提高教学效率二、课程内容以经典为基础,前沿为补充三、内容上的理论和实践相结合无机材料合成与制备是一门实践性非常强的专业基础课,除了课堂上的理论教学外,还必须注重实践教学,将理论课程与实验实践紧密结合。
现代无机合成分析
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现代无机合成技术姓名:杨芳芳学号: 141320133所属学院:化学学院专业:物理化学班级:化学2班导师:王野2015 年1 月5 日纳米TiO2的性能、应用及其制备方法综述摘要:纳米TiO2具有独特的光催化性、优异的颜色效应以及紫外线屏蔽等功能,在光催化剂、化妆品、抗紫外线吸收剂、功能陶瓷、气敏传感器件等方面具有广阔的应用前景。
同时它也是一种新型的无机功能材料,显示出很多传统二氧化钛所不具备的奇异的性能,在光电转换和光催化方面有广阔的应用前景,其制备以及应用已经成为材料研究的热点之一。
本文对有关纳米TiO2的性能、应用及制备方法研究进行了综述。
关键字:纳米TiO2、性能、应用、制备一、简介:纳米二氧化钛:亦称纳米钛白粉。
从尺寸大小来说,通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在100纳米以下,其外观为白色疏松粉末。
具有抗紫外线、抗菌、自洁净、抗老化功效,可用于化妆品、功能纤维、塑料、油墨、涂料、油漆、精细陶瓷等领域。
二、分类:①、按照晶型可分为:金红石型纳米钛白粉和锐钛型纳米钛白粉。
②、按照其表面特性可分为:亲水性纳米钛白粉和亲油性纳米钛白粉。
③、按照外观来分有,粉体和液体之分,粉体一般都是白色液体有白色和半透明状。
三、纳米TiO2的性能纳米TiO2除了具有与普通纳米材料一样的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等外,还具有其特殊的性质,尤其是催化性能。
3.1基本物化特性纳米TiO2有金红石、锐钛矿和板钛矿3种晶型。
金红石和锐钛矿属四方晶系,板钛矿属正交晶系,一般情况下,板钛矿在650℃转变为锐钛矿,锐钛矿915℃转变为金红石,结构转变温度与TiO2颗粒大小、含杂质及其制备方法有关,颗粒愈小,转变温度愈低,锐钛型纳米TiO2向金红石型转变的温度为600℃或低于此温度,纳米TiO2化学性能稳定,常温下几乎不与其它化合物反应,不溶于水、稀酸,微溶于碱和热硝酸,不与空气中CO2、SO2、O2等反应,具有生物惰性和热稳定性,无毒性[1]。
新型无机材料的合成及其应用研究
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新型无机材料的合成及其应用研究一、引言无机化学中的材料合成和应用是一个非常重要的领域。
随着现代化技术的快速发展,对新材料的研究和发展也日益受到重视。
新型无机材料已经成为了当前材料科学的热点研究领域之一,这些材料具有许多独特的性质和广阔的应用前景。
本文主要探讨新型无机材料的合成方法以及其在不同领域中的应用。
二、新型无机材料的合成1. 晶体生长法晶体生长法是一种常见的无机材料合成方法。
它通过溶液中逐渐形成晶体的方式来合成无机材料。
这种方法通常需要控制化学反应物的浓度、温度、PH值等因素,以控制晶体生长的速度和方向,从而得到理想的晶体形态和尺寸。
常用的晶体生长方法包括坩埚法、溶液法、气相沉积等。
2. 气-液-固相法气-液-固相法是一种新型无机材料合成方法。
它是通过将固体材料与气体或液体反应,产生气态或液态的产物,然后在固体表面上形成新材料。
在这个过程中,固体在表面上形成一层胶状或熔融层,从而促进了反应。
气-液-固相法可以用于制备各种复杂的无机材料,如纳米颗粒、氧化物、硫化物等。
3. 水热法水热法是一种在高温高压水环境下进行无机材料合成的方法。
在水热条件下,物质和溶剂的热运动增强,表面张力减小,从而有利于固态反应在水热液相中进行。
水热法可以制备出具有催化活性、光学性质、导电性质等特殊性质的无机材料。
三、新型无机材料的应用1. 催化剂新型无机材料在催化剂领域具有广泛的应用前景。
很多新型无机材料具有良好的催化活性和选择性,可以用于工业催化合成、汽车废气处理、环境污染治理等领域。
例如,一些金属氧化物、非晶态材料和多孔材料等可作为催化剂中的活性组分。
2. 电子器件新型无机材料在电子器件领域中的应用也非常广泛。
例如,一些透明、导电材料如氧化铟锡、氧化铟锌等被广泛地应用于平板显示、透明电子、光伏电池等领域。
3. 生物医药新型无机材料在生物医药领域中也有着重要的应用。
例如,一些金属有机框架材料、纳米材料、荧光标记材料等可以用于癌症治疗、细胞成像、胰岛素控释等领域。
无机化学的合成与应用

无机化学的合成与应用无机化学是研究无机物质结构、性质和变化的科学领域,其合成与应用广泛涉及到各个领域。
本文将从无机化学合成的方法和无机化学在材料科学、能源领域和生物医学应用方面的重要性进行探讨。
一、无机化学合成的方法无机化学合成探索着各种方法来制备具有特定化学组成和结构的无机化合物。
其中,常见的合成方法包括固相合成、溶液合成和气相合成。
1. 固相合成固相合成一般适用于高熔点无机材料的合成,其中最常见的方法是高温固相法。
该方法通过将相应的原料按一定的摩尔比例混合,然后在高温条件下反应一段时间,得到所需的化合物。
这种方法适用于合成金属氧化物、硫化物等材料。
2. 溶液合成溶液合成是一种常见且灵活的无机化学合成方法。
它通常通过在溶剂中溶解相应的金属盐和配位体,利用溶解反应进行合成。
该方法在实验室中广泛应用于合成金属配合物、纳米材料等。
3. 气相合成气相合成是通过气相反应在高温或高压条件下合成无机材料。
其中最著名的气相合成方法是化学气相沉积法 (CVD)。
该方法通过在金属衬底上引入相应的前驱体,在高温条件下发生分解与反应,从而在衬底上沉积出所需的薄膜。
CVD法广泛应用于合成氮化硅薄膜、碳纳米管等。
二、无机化学在材料科学中的应用无机化学在材料科学中起着重要的作用,许多先进的材料都依赖于无机化学的合成方法和特殊性质。
1. 纳米材料无机化学合成方法可以合成纳米材料,例如金属纳米颗粒、金属氧化物纳米材料等。
这些纳米材料具有特殊的光学、电学和磁学性能,在电子器件、光催化和生物传感等方面有重要应用。
2. 无机固态材料无机固态材料在电子器件、催化剂、储能材料等领域有广泛应用。
通过无机化学合成方法可以制备具有特定晶体结构和优异性能的材料,如氧化物陶瓷、硫化物和氮化物。
三、无机化学在能源领域的应用无机化学在能源领域的应用也非常重要,尤其是在太阳能电池和储能技术的发展中。
1. 太阳能电池太阳能电池是一种利用光能直接转化为电能的装置。
现代无机合成课程论文
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上海大学2015~2016学年秋季学期研究生课程论文课程名称:现代无机合成课程编号:01SAJ9017论文题目:Hydrothermal-Electrochemical Synthesis of ZnO Nanorods作者姓名:刘志学号:15723697成绩:论文评语:任课教师签名:批阅日期:水热电化学合成ZnO纳米棒刘志上海市大场镇上大路99号上海大学理学院摘要ZnO纳米棒具有本体ZnO材料的性质以及其纳米结构带来的一些特性使得它在传感和光发射等领域有很大潜在应用价值。
本文采用SSP(soft solution proeessing)方法中的重要工艺方法—水热电化学法一步制备出ZnO纳米棒,达到了降低材料制造成本、减少环境污染、降低晶体缺陷密度的目的。
本研究首次对水热电化学法制备ZnO纳米棒的反应过程进行了热力学计算。
热力学计算得到水热电化学法制备ZnO纳米棒的反应历程为:Zn(NO3)2Zn2++2NO3-(1)NO3-+H2O+2e-NO2-+2OH-(2)Zn2++2OH-Zn(OH)2(3)Zn(OH)2ZnO+H2O水热电化学法制备的纳米棒的长度大约为4.3um,直径分布在90-150nm。
对于是否添加NaOH添加剂以及120-180℃之间不同条件的各组实验样品的形貌、结构以及光致发光性质都进行了表征。
在180℃合成的ZnO纳米棒显现出很强的UV 辐射和较弱的缺陷相关可见辐射,紫外-可见辐射之比约为230。
这种高质量光学性质主要归功于高温生长导致较高的纳米棒生长速率(4.3um/h)。
在热力学上分相不如ZnO相稳定。
因为生长温度在聚合物材料析是因为高温下缺陷相关Zn(OH)2承受范围之内,我们的方法提供了一种十分有前景的在灵活的聚合物基体上合成高光电性质的设备的方法。
关键词:水热电化学合成;ZnO;纳米棒;光致发光;PET,三电极体系Hydrothermal-Electrochemical Synthesis of ZnONanorodsLiuzhiDepartment of Science,Shanghai University,99Shangda Road,Dachang District,Shanghai Abstract:Properties of zno nanorods with ontology zinc oxide(ZnO)materials and some of the features of the nano structure make it in the fields such as sensor and optical emission have great potential application value.This paper adopts an important process of the SSP(soft solution proeessing)method-hydrothermal-electrochemical method to synthesis ZnO nanorods in one step,reducing material cost and environmental pollution and cutting down the density of crystal defects.This study synthesis ZnO nanorods by hydrothermal-electrochemical method for the first time in the word meanwhile calculate the reaction process in thermodynamic. At least,we also reaserched the reaction mechanism of this process as follows: Zn(NO3)2Zn2++2NO3-(1)NO3-+H2O+2e-NO2-+2OH-(2)Zn2++2OH-Zn(OH)2(3)Zn(OH)2ZnO+H2O(4)The height and diameter of the ZnO nanorods were up to∼4.3u m and90-150nm, respectively.The morphological,structural,and photoluminescence properties of the ZnO nanorods were examined with respect to the growth temperature(120-180°C)and the presence of NaOH additive.The nanorods synthesized at high temperature(180°C) exhibited a strong UV emission and a weak defect-related visible emission leading to a UV-visible ratio of∼230.This high optical quality was attributed to the increased growth rate of ZnO nanorods(∼4.3um/h)which was caused by the high growth temperature(180°C).This was based on the fact that the ZnO phase is thermodynamically more favorable than the defect-related Zn(OH)2phase at higher temperature.Since the growth temperature was compatible with polymer materials,our synthetic method may provide a promising way for fabricating high performance optoelectronic devices on flexible polymer substrates.Keywords:hydrothermal-electrochemical method;ZnO;nanorods;photoluminescence;three electrode cell目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract: (2)第一章:氧化锋纳米棒阵列 (4)1.1氧化锋纳米棒阵列研究现状 (4)1.2氧化锌纳米棒阵列的应用 (5)1.3本文献主要工作: (7)第二章文献阅读 (9)2.1文献来源 (9)2.2引言 (9)2.3实验过程 (11)2.4实验过程讨论 (12)2.5实验结论 (13)第三章总结与收获 (14)3.1文献涉及的制备方法 (15)3.2合成方法的特点 (15)3.3阅读体会和收获 (16)参考文献 (16)专业词汇解释 (17)1.光致发光 (17)2.原子层沉积 (19)3.一维纳米阵列 (20)第一章:氧化锋纳米棒阵列1.1氧化锋纳米棒阵列研究现状低维纳米结构分为零维结构、一维结构和二维结构。
无机合成制备化学论文

无机合成及制备化学论文题目:碳纳米管的合成及应用摘要:材料化学是一门快速发展的交叉性和前沿性学科,有机的融合了化学和材料两个一级学科的发展优势。
材料化学在深刻认识材料的结构和性能关系的基础上,探索与新材料发展相适应的化学合成新方法和新技术,设计并合成具有优异功能和结构特征的新型材料。
碳是一种常见的非金属元素,位于元素周期表的第二周期IVA族,以多种形式广泛存在于大气和地壳之中。
碳单质很早就被人认识和利用,碳的一系列化合物——有机物更是生命的根本。
碳能通过化学反应自我结合而形成大量化合物,这些化合物很多都是生物和工业的重要分子。
文章主要介绍碳结构的多样性、碳在纳米领域的制备和应用、碳的各种同素异形体以及在化学反应中的作用。
关键词:碳纳米管、场效应晶体管、催化剂载体、电子效应、化学气相沉积、共轭体系、电弧放电法。
正文:碳单质可以以多种形式存在,自然界中最常见的两种单质是高硬度的金刚石和柔软的石墨,它们的晶体结构和键型都不同。
金刚石每个碳都是四面体4配位;石墨每个碳都是三角形3配位,可以看做是无限个苯环稠合起来。
纳米材料以及纳米结构是当今新材料研究领域中最为核心、最接近应用的部分。
在近年取得成果中,纳米材料尤为突出,碳纳米管以及石墨烯是其中的典型代表【1】。
由于它们具有很多优异而独特的光学、电学和机械性质,呈现出广泛地应用前景,因此成为国际上众多科学家关注和研究的前沿热点。
同时,由于碳材料的优越性,运用碳材料中的微观结构制作的纳米分子器件和纳米电路已成为科学家的重点研究对象。
扫描隧道显微镜和原子力显微镜的出现,使得人们可以俘获和放置、排列特定的单一碳原子或者碳纳米结构,构建出特定的纳米器件。
因此,纳米材料在未来大有可为。
1.1碳纳米管1991年,日本电子公司的Iijima[2]用高分辨率电子显微镜仔细研究了用电弧蒸发产出的富勒烯副产物炭黑,初期的研究结果令人失望,从电弧蒸发箱的壁上收集到的炭黑几乎全部是无定型碳,很少带有明显的、长程的结构。
前沿的无机合成及应用

前沿的无机合成及应用无机化学的研究一直是化学领域中最基础和重要的分支之一。
由于无机物质在自然界中非常普遍并且许多材料和化学反应都涉及到无机物质,因此对无机化学的研究一直是科学界的热点问题。
随着科技的不断发展,无机化学的研究也逐渐深入到了一些前沿领域。
其中,无机合成的发展是无机化学研究的核心内容之一。
无机合成可以将无机化学的基本理论、实验技术与材料设计紧密结合,发掘新的化学现象和物理性质,并制备出各种功能化合物以满足当今社会对高新材料、功能化合物等的需求。
无机领域中的化合物可以分为前沿功能材料和基础无机化学材料两类。
其中前沿功能材料是指那些具备一定特定性质的材料,例如光催化、传感、储能等,而基础无机化学材料则是指那些用于科学实验和基础研究的物质,例如配位化合物、氧化物等。
无机合成在这两类物质的研究中都扮演着重要角色,而且这两类物质的研究也是符合我国当前科技发展方向的。
很多前沿功能材料都是通过各种无机合成方法来制备的,例如纳米材料、金属有机骨架材料、金属氧化物材料等。
纳米材料具有较大的比表面积和特殊的物理化学性质,广泛应用于电子材料、光学材料等领域,而金属有机骨架材料因具有良好的气体吸附、催化和分离性能,被广泛地应用于环境保护、催化反应等方面。
金属氧化物材料也具有优异的性能,如良好的光催化性能、电子传输性能和生物材料性能。
在基础无机化学材料的研究中,最近几年乃至几十年来对金属有机框架材料的研究受到了广泛的关注。
金属有机框架材料是一类多孔结构化合物,由金属离子、有机配体和水分子等组成。
其具有高度可控的孔径和孔结构,且可以通过选择不同的有机配体和金属离子来调控其物理化学性质,因此被广泛应用于气体吸附、催化反应、分离纯化等方面。
近年来,人们也开始将无机合成技术应用到电池储能领域。
比较受关注的是锂离子电池领域,通过无机合成制备的锂离子电池材料具有较高的比容量和优良的电化学性能。
锂离子电池材料主要分为正极材料和负极材料两类,其中正极材料主要是属于氧化物一类的无机物质,而负极材料则主要是碳材料,如石墨、硅石墨等。
无机化学的合成与应用
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无机化学的合成与应用无机化学是化学领域中的一个主要分支,研究的是无机物质的合成、结构、性质及应用。
无机化学涉及的范围极广,包括无机化合物的合成、性质研究、催化、电化学、镁权等多个方面。
本文将围绕无机化学的合成与应用展开讨论。
一、无机化学的合成无机化合物的合成方法有很多种,其中最常见的是直接合成法、还原法、氧化法、水解法和沉淀法等。
下面分别介绍这几种方法的基本原理和特点。
1. 直接合成法直接合成法是指将所需的物质按照化学方程式进行混合并加热反应而成。
直接合成法的优点是反应快、操作简便、适用范围广。
但是有时候反应物质不稳定,在反应过程中可能会分解,或者要求反应条件较苛刻,难以掌握。
2. 还原法还原法是指将一种物质从氧化态还原为更低的氧化态或金属态。
还原法的原理是利用还原剂将氧化态的物质逐渐还原为较低的氧化态或者金属状态。
还原法的优点是能够制备纯度较高的物质,但同时也存在还原剂选择和操作条件等问题。
3. 氧化法氧化法是指将某种物质从较低氧化态氧化为高氧化态的方法。
氧化法主要利用氧化剂进行氧化反应,得到更高级别的化合物。
氧化法常见的应用是在制备过程中氧化掉杂质,提高产品的纯度和稳定性。
4. 水解法水解法是指将某种物质在水或者水溶液中加水分解成另外一种物质的方法。
水解法主要是利用水的溶解性来使反应物体水,然后进行分解。
水解法的优点是适用范围广,可以得到很多有用的化合物。
但是也有一些缺点,如操作条件较为苛刻,需要用到显微镜或者其他设备进行反应监控和调节。
5. 沉淀法沉淀法是指通过某种物质在两种无色液体中的沉淀来得到纯度较高的物质。
沉淀法主要利用沉淀物疏水性与溶液疏水性之间的相互作用,规模较小的实验可以使用毛细管进行沉淀。
二、无机化学的应用除了合成方法,无机化学在实际应用中也具有很高的价值。
下面将分别介绍一些常见的应用。
1. 金属的利用金属是无机化学中非常重要的一个方面。
在实际应用中,金属有很多用途,如高速公路桥梁的建造所用的钢材、电池和其他电子器件中使用的镍、铁、铝等金属元素等。
无机合成材料

未来之材料:无机合成材料的革新和发展
随着科技的不断进步和人类社会的发展,无机合成材料作为一种
重要的新型材料,已经引起了越来越多的关注。
未来,无机合成材料
将成为材料领域的一道风景线。
无机合成材料具有很高的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性,是现
代工业不可或缺的重要材料。
但是,传统的无机合成材料在制备过程
中需要高温高压,生产成本较高,且材料性能受到很大限制。
因此,
寻求无机合成材料的新制备方法,成为了当前研究的热点之一。
在这个领域,化学合成方法、物理合成方法和生物合成方法等多
种技术手段应运而生。
其中,纳米晶体技术、材料化学计算和先进制
备技术等新兴技术更是为无机合成材料的研究带来了新的方向和突破。
未来,无机合成材料的发展趋势将呈现出以下几个特点:
1. 具备更强的太阳能能量转换效率;
2. 更好的高温、高压和强腐蚀条件下的耐性能;
3. 更优异的光电功能和磁学特性,以更好地满足信息存储和传输、医疗及环境保护等领域的需求;
4. 更简单、环保的生物制造方式,为人类建造更美好的未来。
综上所述,无机合成材料作为未来材料的重要组成部分,其发展和革新,将推进人类社会发展的进程。
未来,我们需要不断拓展想象空间,创新技术方法,推动无机合成材料的进一步发展。
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上海大学2015~2016学年秋季学期研究生课程论文课程名称:现代无机合成课程编号:01SAJ9017论文题目:Hydrothermal-Electrochemical Synthesis of ZnO Nanorods作者姓名:刘志学号:15723697成绩:论文评语:任课教师签名:批阅日期:水热电化学合成ZnO纳米棒刘志上海市大场镇上大路99号上海大学理学院摘要ZnO纳米棒具有本体ZnO材料的性质以及其纳米结构带来的一些特性使得它在传感和光发射等领域有很大潜在应用价值。
本文采用SSP(soft solution proeessing)方法中的重要工艺方法—水热电化学法一步制备出ZnO纳米棒,达到了降低材料制造成本、减少环境污染、降低晶体缺陷密度的目的。
本研究首次对水热电化学法制备ZnO纳米棒的反应过程进行了热力学计算。
热力学计算得到水热电化学法制备ZnO纳米棒的反应历程为:Zn(NO3)2Zn2++2NO3-(1)NO3-+H2O+2e-NO2-+2OH-(2)Zn2++2OH-Zn(OH)2(3)Zn(OH)2ZnO+H2O水热电化学法制备的纳米棒的长度大约为4.3um,直径分布在90-150nm。
对于是否添加NaOH添加剂以及120-180℃之间不同条件的各组实验样品的形貌、结构以及光致发光性质都进行了表征。
在180℃合成的ZnO纳米棒显现出很强的UV 辐射和较弱的缺陷相关可见辐射,紫外-可见辐射之比约为230。
这种高质量光学性质主要归功于高温生长导致较高的纳米棒生长速率(4.3um/h)。
在热力学上分相不如ZnO相稳定。
因为生长温度在聚合物材料析是因为高温下缺陷相关Zn(OH)2承受范围之内,我们的方法提供了一种十分有前景的在灵活的聚合物基体上合成高光电性质的设备的方法。
关键词:水热电化学合成;ZnO;纳米棒;光致发光;PET,三电极体系Hydrothermal-Electrochemical Synthesis of ZnONanorodsLiuzhiDepartment of Science,Shanghai University,99Shangda Road,Dachang District,Shanghai Abstract:Properties of zno nanorods with ontology zinc oxide(ZnO)materials and some of the features of the nano structure make it in the fields such as sensor and optical emission have great potential application value.This paper adopts an important process of the SSP(soft solution proeessing)method-hydrothermal-electrochemical method to synthesis ZnO nanorods in one step,reducing material cost and environmental pollution and cutting down the density of crystal defects.This study synthesis ZnO nanorods by hydrothermal-electrochemical method for the first time in the word meanwhile calculate the reaction process in thermodynamic. At least,we also reaserched the reaction mechanism of this process as follows: Zn(NO3)2Zn2++2NO3-(1)NO3-+H2O+2e-NO2-+2OH-(2)Zn2++2OH-Zn(OH)2(3)Zn(OH)2ZnO+H2O(4)The height and diameter of the ZnO nanorods were up to∼4.3u m and90-150nm, respectively.The morphological,structural,and photoluminescence properties of the ZnO nanorods were examined with respect to the growth temperature(120-180°C)and the presence of NaOH additive.The nanorods synthesized at high temperature(180°C) exhibited a strong UV emission and a weak defect-related visible emission leading to a UV-visible ratio of∼230.This high optical quality was attributed to the increased growth rate of ZnO nanorods(∼4.3um/h)which was caused by the high growth temperature(180°C).This was based on the fact that the ZnO phase is thermodynamically more favorable than the defect-related Zn(OH)2phase at higher temperature.Since the growth temperature was compatible with polymer materials,our synthetic method may provide a promising way for fabricating high performance optoelectronic devices on flexible polymer substrates.Keywords:hydrothermal-electrochemical method;ZnO;nanorods;photoluminescence;three electrode cell目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract: (2)第一章:氧化锋纳米棒阵列 (4)1.1氧化锋纳米棒阵列研究现状 (4)1.2氧化锌纳米棒阵列的应用 (5)1.3本文献主要工作: (7)第二章文献阅读 (9)2.1文献来源 (9)2.2引言 (9)2.3实验过程 (11)2.4实验过程讨论 (12)2.5实验结论 (13)第三章总结与收获 (14)3.1文献涉及的制备方法 (15)3.2合成方法的特点 (15)3.3阅读体会和收获 (16)参考文献 (16)专业词汇解释 (17)1.光致发光 (17)2.原子层沉积 (19)3.一维纳米阵列 (20)第一章:氧化锋纳米棒阵列1.1氧化锋纳米棒阵列研究现状低维纳米结构分为零维结构、一维结构和二维结构。
纳米棒是一种一维纳米结构,与纳米线相比,它的长径比要小一些。
ZnO纳米棒阵列是一种由很多ZnO纳米棒规则有序排列形成的阵列结构。
由于在传感和光发射等领域潜在的应用价值,纳米棒及其阵列引起了人们的广泛关注。
纳米ZnO的制备方法有很多,如研究较早的热蒸发、化学气相淀积、分子束外延、溶胶凝胶等方法以及近些年来热门的化学水浴法等,这些纳米ZnO的制备方法都能用来制备ZnO纳米棒阵列。
这其中分子束外延和化学气相淀积等方法虽然能够制备出高质量的ZnO材料,但这些方法对需要精密仪器的支持,因此制备设备、制备条件的要求很高;溶胶凝胶等方法虽然对制备仪器的要求不高,但难以在大面积的衬底上制备高质量的ZnO材料。
因而对设备要求较低,且能够在大面积衬底上制备纳米ZnO材料的化学水浴法得到了研究人员的广泛研究。
化学水浴法是在溶液中进行材料制备的方法,在制备过程中,ZnO的来源材料溶解于水溶液中,衬底材料一般选择垂直插入溶液中,通过在衬底表面的成核生长完成纳米ZnO材料的制备。
Vayssieres等通过将不同衬底放入六水硝酸锌和六亚甲基四胺的混合溶液中,在95℃的温度下浸泡数个小时,制备得到了n型ZnO纳米棒。
其照片如图1所示。
图1采用化学水浴法在不同衬底上制备的ZnO纳米棒阵列的SEM图(A)衬底为硅衬底(B)衬底为ZnO薄膜其SEM照片如图1所示。
其中A图选用的衬底为硅衬底,B图选用的衬底为ZnO薄膜。
作者研究发现,得到的ZnO纳米棒阵列是单晶纤锌矿结构,纳米棒直径均勾,排列规则。
Gurav等人讨论在化学水浴法制备ZnO纳米棒阵列过程中过氧化氢浓度对样品结构、形貌、电学和光学特性的影响。
发现随着过氧化氢浓度的增大,ZnO纳米棒阵列的在室温下的电阻减小而禁带宽度则从3.2ev增大到3.4ev。
Yu等人首先在硅衬底表面采用射频磁控溅射法(见PS1)制备了一层薄ZnO 种子层,随后在含有不同量的六水销酸锌和六亚甲基四胺混合溶液中制备得到了掺杂不同量的ZnO纳米棒阵列。
最终的表征表明,溶液中的含量对ZnO纳米棒的形貌和拉曼光谱有较大影响,随含量的增大,ZnO纳米棒的直径明显增大,而且也会明显提高谱中从紫外光区到可见光区的光谱强度。
1.2氧化锌纳米棒阵列的应用ZnO纳米棒阵列具有本体ZnO材料的性质以及其纳米结构带来的一些特性,使得它在很多方面都有应用的价值,它的应用主要有以下几个方面:紫外激光及光探测器:ZnO的光致发光性质是ZnO最重要的一种性质,它在紫外光范围内有一个发光峰,能用于制作紫外激光器件。
M.H.Huang等人对ZnO纳米线作的研究表明,规则排列的ZnO纳米线阵列其单根纳米线平整的侧表面在光发射的过程中能看作谐振腔,因而能在室温下产生方向一致性很好的激光。
图2n-ZnO纳米棒/i-ZnO纳米棒/p-GaN异质结构除了作为紫外激光材料,ZnO纳米棒阵列还能用于制作紫外光探测器。
Hsin-Ying Lee等人在蓝宝石衬底上制备出n-ZnO纳米棒纳米棒/i-ZnO纳米棒/p-GaN异质结构图2.用于进行紫外光探测。
它在-5V的反向偏压下的暗电流为4.9pA,在360nm的光波下,其光响应达到1481A/W。