论文部分内容阅读
本论文分二部分:第一部分是以沸石为脚手架制备不同形貌的金属氧化物纳米材料;第二部分是以乙醚作模板剂合成高硅丝光沸石。 半导体金属氧化物是功能和智能材料的基础,是制造功能元件的核心材料。半导体金属氧化物在透明导体、平板显示、气相与液相传感和敏感器及化学反应催化剂等领域有重要应用。当金属氧化物处于纳米状态时,其界面原子占了很大比例。因此,小尺寸效应,量子尺寸效应、介电限域效应及表面效应等十分显著。这导致其物理和化学性质与传统大块金属氧化物材料显著不同。纳米金属氧化物将在化学、物理、材料、生物、医学等学科及高科技领域具有广阔的应用前景。 本论文从热力学和表面物理化学的角度分析了低硅铝比沸石与高熔点金属氧化物之间的界面作用,认为高熔点金属氧化物不能在低硅铝比沸石上自发扩散形成单分散层,首次提出低硅铝比沸石与高熔点金属氧化物界面间的不湿润作用,以此概念为指导,使用具有三维孔道体系不同硅铝比的FAU(NaY)型沸石,BEA(β沸石)型沸石和具有二维孔道体系的MFI(ZSM-5)型沸石,FER(ZSM-35)型沸石,天然矿物STI型沸石,和具有一维孔道体系的TON(CF-2,ZSM-22)型沸石,LTL(L)型沸石作为脚手架,选用二氧化锡作为高熔点的金属氧化物进行实验。 首先在低硅铝比的NaY沸石外表面制备出二氧化锡纳米粒子、纳米棒、纳米锥等不同形貌的二氧化锡纳米结构材料,通过实验发现合成的温度对实验的结果有很大影响,在573—673K温度范围,NaY沸石外表面生成二氧化锡纳米粒子,在673K时,形成了二氧化锡纳米锥,在773—873K时,完美的二氧化锡纳米棒单晶阵列在沸石外表面结晶,该单晶纳米棒长约60nm,直径约12nm,长径比在5左右。在973K时,球形的二氧化锡纳米粒子在NaY沸石外表面生成。根据实验结果,初步断定在沸石外表面生成二氧化锡纳米棒遵循气—液—固生长机理。 以高硅NaY沸石取代低硅NaY沸石在相同的条件下进行实验,由于二氧化锡与高硅的NaY沸石界面的湿润作用增强,不能在其表面制备出二氧化锡纳米棒。在773—873K时,在高硅的沸石外表面制备出15nm大小的呈方块状的二氧