钼基氧化物的液相合成及变色性能研究
随着科技发展日新月异，变色材料的研制和应用给我们带来耳目一新的“多姿多彩”的世界，以三氧化钼(MoO3)为基体的无机变色材料因其独特的结构和光致变色性能得到了越来越多的关注。
本论文采用简单的液相晶化技术制备出一系列钼基氧化物微纳米材料，包括亚稳相六方三氧化钼（h-MoO3）、三斜相水合三氧化钼(t-MoO3·H2O)及Mo/W复合氧化物等，通过对体系反应温度、酸度的调节，可以实现钼基氧化物晶体结构与形貌结构的调变，进而实现对其光致变色性能的调控。论文主要研究内容及所获成果如下:
1.在90℃条件下，通过盐酸酸化钼酸铵((NH4)6Mo7O26·H2O)得到了具有特定形貌的亚稳相h-MoO3）微米材料（棒状、支状结构）和纤维结构的三斜相一水合三氧化钼(t-MoO3·H2O)纳米材料，并且对h-MoO3和t-MoO3·H2O的合成条件进行了探索，结果表明:在较宽的酸度范围内可以制备得到h-MoO3，而在一定的强酸性环境下有利于生成t-MoO3·H2O。
2.在40-50℃条件下，以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为结构导向剂，诱导合成了h-MoO3微米六棱柱及组装球，实现了亚稳相h-MoO3的低温合成。对PVP结构导向剂的作用机理进行了详细的探讨:在低温体系中不引入PVP结构导向剂，无法得到MoO3产物;PVP分子中富含可质子化功能基团，在酸性条件下高分子链表面带有部分正电荷，在反应之初与钼源阴离子通过静电作用结合，使后续晶体沿着PVP链方向生长形成亚稳相h-MoO3。基于此诱导机理，通过对含不同官能团的表面活性剂（SOA、CTAB和PEG）的实验发现，阳离子型表面活性剂(CTAB)及可以质子化的非离子型表面活性剂（PVP和PEG等）均可以作为结构导向剂在低温条件下诱导合成h-MoO3。
3.采用液相合成法，通过调节Mo、W比例，制备出系列Mo/W氧化物复合材料，尺度为100-200 nm。所得样品主要成分为Mo0.5W0.5O3，并且含有h-MoO3和H2WO4·H2O等杂相。UV-Vis测试结果表明Mo、W的复合增强了样品在可见光区的吸收。
4.对系列钼基氧化物进行了光致变色性能研究，结果表明:亚稳相h-MoO3在自然光下具有较好的变色响应，h-MoO3微米球比微米六棱柱的光致变色性能好，微米球组装程度越大材料的变色性能越好;部分样品可以实现多次可逆光（自然光、紫外光）致变色，但是仍然没有彻底改变无机变色材料变色-褪色缓慢的问题;纤维状t-MoO3·H2O在自然光下比h-MoO3光致变色性能好，但褪色较h-MoO3慢;Mo/W复合氧化物实现了可见光致变色，且光致变色性能最佳，不足的是褪色过程缓慢。
三氧化钼;水合三氧化钼;光致变色;结构导向剂;钼基氧化物
湖南大学
硕士
无机化学
赵敬哲
2013
中文
O611.62
93
2013-11-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）