一维Na2SiF6纳米材料的生长及作为水溶性模板制备无机纳米管

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一维纳米材料是纳米材料中的一个重要分支,它们具有独特的电学,热学和力学性能,因此在光电子,电化学和电机械器件等领域中有广泛的应用前景。纳米管材料因其特殊的中空结构,受到极大的关注。纳米管常见的合成方法有非模板法和模板法。非模板法对材料本身有很强选择性,无法作为一种通用的方法。而常用的硬模板法如阳极氧化铝模板法则有模板去除条件苛刻,易破坏纳米管结构等缺点。因此寻找一种合适的模板能够简单、大规模合成纳米管是目前面临的挑战之一本文在多元醇体系中首先制备得到了Na2SiF6一维纳米结构。在乙二醇中合成了具有极高长径比的Na2SiF6纳米线,研究了不同表面活性剂及反应温度,反应时间对产物形貌的影响。发现聚丙烯酸对于Na2SiF6纳米线的生成起着决定性的作用,它不仅作为酸促使反应的发生,也是限制材料一维生长的软模板。在一缩二乙二醇中制备得到了Na2SiF6纳米棒和纳米管。在该溶剂中,较强的酸性条件如大量的聚丙烯酸是制备得到Na2SiF6纳米棒的重要条件;而在过量聚丙烯酸存在的情况下,若反应体系不搅动,聚丙烯酸作为表面活性剂形成了液晶模板,能够得到准类阵列化的Na2SiF6纳米管。本文选择以高长径比的Na2SiF6纳米线作为模板,研究了沉积不同的无机材料的反应条件,如Pt, CdS, SnO2及掺Mn的ZnS。研究发现较慢的沉积反应速率及纳米线表面残留的聚丙烯酸,是能均匀的将材料包覆在模板上的关键条件。将包覆后的纳米线核壳结构简单的用水清洗,就大量得到了相应的形貌完好的纳米管材料。这证明水溶性Na2SiF6一维模板法可以作为一种通用的方法推广至大量合成各种纳米管。
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