《複雜氧化物一維納米材料的熔鹽合成及機制研究》是依託哈爾濱工業大學，由徐成彥擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：複雜氧化物一維納米材料的熔鹽合成及機制研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：徐成彥
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
三元複雜氧化物具有鐵電、巨磁阻、非線性光學等新穎性能，其一維納米材料的合成及性能研究是近年來納米材料領域的熱點之一。相比於一元及二元體系的眾多合成途徑，三元體系一維納米材料的合成方法主要還是局限於液相合成，其固有的一些缺點，如結晶性較差限制了其套用的拓展。因此，發展簡單、大規模、較為普適的複雜氧化物一維納米材料製備方法在材料合成方面具有重要的意義。本項目以鈦酸鹽和鈮酸鹽體系為研究目標，擬通過熔鹽法及基於熔鹽反應的離子交換法實現鹼金屬鈦酸鹽/鈮酸鹽一維納米材料物相、形狀、尺寸的可控合成以及高對稱性鈣鈦礦結構(以BaTiO3和KNbO3為目標)納米線的合成，結合熱力學計算深入研究熔鹽合成複雜氧化物一維納米材料的反應機理及一維生長機制，初步開展層狀結構鈦酸鹽/鈮酸鹽一維納米材料的光催化特性以及BaTiO3納米線的鐵電性能研究，為複雜氧化物一維納米材料的大規模合成及實際套用提供試驗基礎及理論指導。
結題摘要
本項目按計畫完成了任務書中的主要研究內容，取得的主要成果如下：(1) 通過工藝最佳化實現了Na2Ti3O7、Na2Ti6O13、KNb3O8等多種鹼金屬鈦酸鹽/鈮酸鹽一維納米材料的選擇性合成，並對熔鹽合成複雜氧化物一維納米材料生長機制進行了深入的分析；(2) 通過熔鹽法合成了Na2Ti6O13單晶納米環，詳細分析了其結構信息，首次給出了細小納米帶通過纏繞形成納米環的直接證據，並結合理論計算給出了影響納米環產率的因素；(3) 以熔鹽合成Na2Ti3O7納米線為自犧牲模板，通過溶劑熱法製備了具有管狀特徵的BaTiO3納米顆粒自組裝結構，其遺傳了前驅體納米線的一維特徵即具有平直的內壁，並闡明了其形成機制，即Kirkendall效應和Ostwald熟化；(4) 以熔鹽合成KNb3O8納米帶為前驅體，通過水熱法合成了尺寸不同的KNbO3納米線，與以Nb2O5為反應原料相比，反應時間大大縮短；通過工藝試驗給出了KNbO3納米線的形成機制，此外，還發現了層錯缺陷與納米線尺寸的關聯性；(5) 系統評價了多種複雜氧化物一維納米材料的光催化降解有機污染物、光催化分解水制氫、濕度敏感等性能，通過負載NiO促進電子-空穴的分離，顯著提高了NaNbO3和KNbO3的光催化活性；(6) 通過掃描探針顯微鏡評價了單根KNbO3納米線的鐵電性能，為今後鐵電納米器件的套用奠定了基礎。 項目已發表SCI收錄論文5篇，國際會議口頭報告2篇，授權專利2項，已投稿和待發表論文5篇。
