介质阻挡放电等离子体制备功能金属氧化物纳米材料的研究
纳米氧化锌和纳米二氧化锰由于其独特的性质,在很多领域都有广泛的应用。不同的制备方法能够制得具有不同形貌结构和性质的纳米材料,因此这两种纳米材料的制备方法一直以来都受到人们的关注。介质阻挡放电等离子体作为一种制备纳米材料的新型手段,展现出快捷有效且环保的优点,并能够赋予产物独特的性质。本文利用介质阻挡放电等离子体分别制备得到了纳米氧化锌以及纳米二氧化锰,通过XRD、TEM等手段表征两者的物理化学性质,并将其分别与常规焙烧产物进行比较。 结果表明,利用常规焙烧和介质阻挡放电等离子体两种方法分解Zn(OH)2均制备得到了六方纤锌矿结构的ZnO,其中ZnO-DBD为沿着c轴方向生长得到的六方空心纳米管,而ZnO-C则是沿着(101)面方向生长成的无规则颗粒。将两种产物分别用于低温脱硫反应,结果显示ZnO-DBD比ZnO-C具有更高的脱硫性能。从两种样品吸附H2S的原位红外光谱可以看出,ZnO-DBD之所以具有更高的脱硫性能是因为ZnO-DBD有更多的表面羟基与H2S反应。此外,我们还推测得到了ZnO纳米管的生长机理。 利用常规焙烧和介质阻挡放电等离子体两种方法分解KMnO4均制备得到了层间距d=7.16935?的水钠锰矿结构的MnO2。我们制备的产物层间含有K+和H2O,用于维持结构的稳定性。FESEM结果显示MnO2-DBD为卷曲的纳米片层状结构,而MnO2-C则为不规则形貌;HRTEM可观测到两者的晶面间距也就是层间距,比起MnO2-C,MnO2-DBD的层间距排列更为规整有序。BET结果显示MnO2-DBD的比表面积略大于MnO2-C,两者具有相近的孔径38.6?,均为介孔材料。循环伏安特性分析结果表明MnO2-DBD比起MnO2-C更有利于K+的嵌入和脱出,分析其原因可能是MnO2-DBD具有更大的比表面积和更有利于离子移动的片层结构。此外,我们还通过推测得到了片层状MnO2的形成机理。
介质阻挡放电;等离子体;金属氧化物;纳米材料;物理化学性质
天津大学
硕士
化学工艺
刘昌俊
2013
中文
TN304.21
74
2014-04-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）