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纳米介孔磷酸铁盐及氧化物生物合成与表征

作　者: 周伟家
导　师: 何文
学　校: 山东轻工业学院
专　业: 材料学
关键词: 磷酸铁氧化铁介孔材料微生物模板纳米银
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

1984年H.Gleiter首次制得金属纳米材料及1992年Mobil公司的科学家首次合成出有序介孔材料分别引起研究人员对纳米材料和介孔材料的极大兴趣。目前这个新兴材料领域的研究工作正在逐步深入展开,新的纳米或介孔结构材料不断被合成,这些材料具有一些特殊的光、电、磁及催化等物理化学性质,使该领域的内容不断拓展丰富。本论文简要介绍了纳米及介孔材料定义、性质及国内外研究现状。本研究主要通过微生物细胞及生物表面活性剂为模板合成具有不同微观形貌的纳米及介孔磷酸铁盐及其氧化物,并简单探讨生物矿化机理。论文的主要工作包括:1.微生物合成各种形貌的纳米和介孔磷酸铁(第二章)本论文采用微生物为模板,采用不同的合成条件(磷源、铁源、模板量、矿化时间、浓度等),制备了纳米、介孔和层状等不同形貌的纳米磷酸铁,研究其相应的性能和应用,同时简单的探讨生物合成机理。2.微生物为模板和碳源合成高比表面积LiFePO4/C电池材料(第三章)本论文采用微生物为模板和碳源,分别采用微波法和碳热还原法两种方法合成纳米LiFePO4/C锂电池材料,并研究其电化学性能。3.微生物为模板合成介孔氧化铁复合材料及其性能表征(第四章)本论文采用微生物为模板,分别合成介孔三氧化二铁和四氧化三铁纳米材料。合成的三氧化二铁具有高的光催化性能;合成的四氧化三铁具有相对高的磁饱和性能。4.用生物表面活性剂(茶多酚)合成单质银纳米颗粒(第五章)5.微波法简单合成偏磷酸铁纳米薄片(第六章)实验测试分析结果表明酵母菌不但是纳米介孔磷酸铁及其氧化物绿色仿生合成的高效模板剂,而且反应条件温和,无毒,低能耗,制备工艺简单易产业化。所合成的介孔材料具有优良的吸附性能、电化学性能、光催化性能和磁饱和性能,这些性能在生命科学、医药、能源和环境保护等领域有重要的应用价值。

全文目录

摘要  7-8
ABSTRACT  8-10
第1章绪论  10-26
  1.1 纳米材料研究概述  10-12
    1.1.1 纳米材料定义与性质  10
    1.1.2 纳米材料的合成方法  10-12
    1.1.3 纳米材料的应用  12
  1.2 介孔材料  12-16
    1.2.1 介孔材料的定义与性质  12-13
    1.2.2 介孔材料的合成机理  13-15
    1.2.3 介孔材料的应用  15-16
  1.3 微生物合成的简介  16-22
    1.3.1 生物表面活性剂  16-19
    1.3.2 微生物模板  19-20
    1.3.3 合成机理  20-22
  1.4 测试手段  22-26
第2章微生物合成磷酸铁及结构性能表征  26-50
  2.1 引言  26-29
    2.1.1 纳米磷酸铁  26
    2.1.2 介孔磷酸铁盐  26-28
    2.1.3 性质及应用  28-29
  2.2 微生物合成纳米介孔磷酸铁及电化学性能表征  29-43
    2.2.1 实验部分  29-31
    2.2.2 结果与讨论  31-43
  2.3 微生物矿化合成层状磷酸铁  43-48
    2.3.1 实验部分  43-44
    2.3.2 结果与分析  44-48
  2.4 本章小结  48-50
第3章微生物为模板合成LIFEPO_4/C 及电化学性能表征  50-65
  3.1 引言  50-54
    3.1.1 LiFePO_4的结构与性能  50-52
    3.1.2 LiFePO_4的制备方法  52-53
    3.1.3 LiFePO_4的改性研究  53-54
  3.2 微波法合成纳米LiFePO_4/C 及电化学性能表征  54-59
    3.2.1 实验部分  54-56
    3.2.2 结构表征分析  56-57
    3.2.3 电池性能测试  57-59
    3.2.4 小结  59
  3.3 碳热还原法合成纳米LiFePO_4/C 及电化学测试  59-65
    3.3.1 实验部分  60-61
    3.3.2 结果与分析  61-64
    3.3.3 小结  64-65
第4章微生物为模板合成介孔铁氧化物复合材料及性能表征  65-77
  4.1 微生物为模板合成介孔三氧化二铁及光催化性能表征  65-69
    4.1.1 引言  65
    4.1.2 实验部分  65-66
    4.1.3 结果与分析  66-69
    4.1.4 小结  69
  4.2 微生物为模板合成介孔四氧化三铁及磁性能表征  69-77
    4.2.1 引言  69-72
    4.2.2 实验部分  72-73
    4.2.3 结果与分析  73-76
    4.2.4 小结  76-77
第5章生物表面活性剂（茶多酚）合成纳米单质银  77-82
  5.1 引言  77
  5.2 实验部分  77-78
    5.2.1 实验试剂  77-78
    5.2.2 实验仪器  78
    5.2.3 实验过程  78
    5.2.4 样品表征  78
  5.3 结果与分析  78-81
  5.4 本章小结  81-82
第6章微波法合成纳米偏磷酸铁  82-88
  6.1 引言  82
  6.2 实验部分  82-83
    6.2.1 实验试剂  82
    6.2.2 实验设备  82-83
    6.2.3 合成方法  83
    6.2.4 样品表征  83
  6.3 结果与讨论  83-87
  6.4 本章小结  87-88
第7章结论与展望  88-91
  7.1 结论  88-89
  7.2 创新点  89
  7.3 展望  89-91
参考文献  91-108
致谢  108-109
在学期间主要科研成果  109-111
  一、发表学术论文  109-111
  二、其它科研成果  111

纳米介孔磷酸铁盐及氧化物生物合成与表征

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