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静电纺丝技术制备Al_2O_3：Cr~（3+）低维纳米材料与表征

作　者: 王燚
导　师: 董相廷
学　校: 长春理工大学
专　业: 无机化学
关键词: 静电纺丝 Al2O3:Cr3+ Cr2O3 纳米纤维 纳米带 空心纳米纤维
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


低维纳米材料作为器件和材料的基本构成单元对集成电路和功能性元件的构筑将起到十分重要的作用,其制备和加工是纳米技术领域的重要组成部分。静电纺丝技术因其高效、操作简单等优点,近年来已成为制备无机氧化物低维纳米材料的重要方法之一。Al2O3:Cr3+本身具有的良好性能使其成为重要的激光工作物质,Al2O3:Cr3+纳米发光材料也受到人们的广泛关注。因此,采用静电纺丝技术制备Al2O3:Cr3+(?)低维纳米材料将是一个有意义、重要的研究课题。本论文中采用静电纺丝技术制备出了Al2O3:Cr3+和Cr2O3纳米纤维、纳米带,采用同轴静电纺丝技术制备了Al2O3:Cr3+空心纳米纤维。采用TG-DTA、FESEM、XRD、FTIR、EDS和PL等分析测试手段对样品进行了系统地表征,结果表明：Al2O3:Cr3+和Cr2O3纳米纤维的直径为78nm～100nm; Al2O3:Cr3+和Cr2O3纳米带的宽度为1-2μm,厚度为100-200nm。以罗丹明B做为降解目标产物,研究了Cr2O3纳米纤维、纳米带的光催化活性,讨论了影响光催化效果的因素,并获得一些有意义的新结果。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-9
第一章 绪论  9-24
  1.1 引言  9
  1.2 静电纺丝技术  9-16
    1.2.1 静电纺丝技术的基本原理  10
    1.2.2 静电纺丝技术的影响因素  10-11
    1.2.3 静电纺丝技术的研究进展  11-14
    1.2.4 静电纺丝技术的发展前景与展望  14-16
  1.3 红宝石激光器概述  16-20
    1.3.1 红宝石的结构与性能  16-18
    1.3.2 Al_2O_3低维纳米材料的研究进展  18-20
  1.4 纳米材料光催化性能  20-22
    1.4.1 光催化反应基本原理  20-21
    1.4.2 纳米材料光催化研究进展  21-22
  1.5 论文研究的目的和意义  22-24
第二章 实验试剂、仪器及表征方法  24-26
  2.1 主要实验试剂  24
  2.2 实验仪器  24
  2.3 表征方法  24-26
    2.3.1 生物显微镜分析  24
    2.3.2 X射线衍射(XRD)分析  24-25
    2.3.3 差热-热重(TG-DTA)分析  25
    2.3.4 傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析  25
    2.3.5 场发射环境扫描电子显微镜(FESEM)  25
    2.3.6 荧光分谱分析  25-26
第三章 Al_2O_3:Cr~(3+)纳米纤维的制备及表征  26-38
  3.1 概述  26
  3.2 实验部分  26-27
    3.2.1 Al_2O_3:Cr~(3+)纳米纤维制备流程图  26-27
    3.2.2 前驱体溶胶的制备  27
    3.2.3 静电纺丝技术制备复合纳米纤维  27
  3.3 结果与讨论  27-36
    3.3.1 最佳制备条件的探索  27-30
    3.3.2 差热-热重分析  30-31
    3.3.3 X射线衍射分析  31-32
    3.3.4 红外光谱分析  32-33
    3.3.5 扫描电镜和能量色散谱分析  33-35
    3.3.6 荧光光谱分析  35-36
  3.4 本章小结  36-38
第四章 Al_2O_3:Cr~(3+)纳米带的制备及表征  38-49
  4.1 概述  38
  4.2 实验部分  38-39
    4.2.1 Al_2O_3:Cr~(3+)纳米带制备流程图  38
    4.2.2 前驱体溶液的配制  38-39
  4.3 结果与讨论  39-47
    4.3.1 PVP浓度对产物形貌的影响  39-40
    4.3.2 相对湿度对产物形貌的影响  40-41
    4.3.3 XRD分析  41-42
    4.3.4 FTIR分析  42-43
    4.3.5 FESEM分析  43-45
    4.3.6 EDS分析  45-46
    4.3.7 荧光光谱分析  46-47
  4.4 本章小结  47-49
第五章 Al_2O_3:Cr~(3+)空心纤维的制备及表征  49-54
  5.1 概述  49
  5.2 实验部分  49-50
    5.2.1 Al_2O_3:Cr~(3+)纳米纤维制备流程图  49
    5.2.2 前驱体溶胶的制备  49-50
    5.2.3 静电纺丝技术制备复合纳米纤维  50
  5.3 结果与讨论  50-52
    5.3.1 X射线衍射分析  50-51
    5.3.3 扫描电镜和能量色散谱分析  51-52
    5.3.4 能量色散谱分析  52
  5.4 本章小结  52-54
第六章 Cr_2O_3纳米纤维的制备及表征  54-61
  6.1 概述  54
  6.2 实验部分  54-55
    6.2.1 Cr_2O_3纳米纤维制备流程图  54
    6.2.2 前驱体溶胶的制备  54-55
    6.2.3 静电纺丝技术制备复合纳米纤维  55
  6.3 结果与讨论  55-59
    6.3.1 差热-热重分析  55-56
    6.3.2 XRD分析  56
    6.3.3 扫描电镜分析  56-58
    6.3.4 EDS分析  58-59
    6.3.5 光催化降解罗丹明B  59
    6.3.6 焙烧温度对光催化效果的影响  59
  6.4 本章小结  59-61
第七章 Cr_2O_3纳米带的制备及表征  61-66
  7.1 概述  61
  7.2 实验部分  61-62
    7.2.1 Cr_2O_3纳米带制备流程图  61-62
    7.2.2 前驱体溶液的配制  62
    7.2.3 静电纺丝技术制备PVP/Cr(NO_3)_3复合纳米带  62
  7.3 结果与讨论  62-65
    7.3.1 XRD分析  62-63
    7.3.2 扫描电镜分析  63-64
    7.3.3 EDS分析  64
    7.3.4 光催化降解罗丹明B  64-65
  7.4 小结  65-66
结论  66-68
致谢  68-69
参考文献  69-73
附录  73

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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