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《稀土錫酸鹽納米材料的水熱合成及結(jié)構(gòu)、性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、北京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文稀土錫酸鹽納米材料的水熱合成及結(jié)構(gòu)、性能研究姓名：張婷婷申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：材料物理與化學(xué)指導(dǎo)教師：汪浩20080501摘要皇!!皇曼詈。__ml_mmmmmm__--___!摘要稀土錫酸鹽(Ln2Sn20，，I，n—Y，La．Lu)屬于立方燒綠石結(jié)構(gòu)的多元復(fù)合氧化物，具有優(yōu)異的熱、電、磁和催化等性能，它們在鋰電池、催化劑、熒光、離子導(dǎo)體及抗輻射等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。本課題利用稀土硝酸鹽，四氯化錫為前驅(qū)體，不添加任何表面活性劑或絡(luò)合劑，采用簡單、中性、高效的水熱法，成功實現(xiàn)了三元復(fù)合稀土錫酸
2、鹽納米材料的合成。同時，采用x射線衍射(XRD)和透射電子顯微鏡(TEM)對產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)、形貌及尺寸進(jìn)行了詳細(xì)的表征。利用傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)和拉曼光譜(Raman)對得到的系列樣品進(jìn)行結(jié)構(gòu)變化的研究。利用紫外可見漫反射光譜(DRS)測得樣品的吸收邊并計算了復(fù)合稀土錫酸鹽納米材料的禁帶寬度，利用紫外可見(UV-vis)光譜儀研究了它們的光催化降解有機(jī)物的性能。利用稀土元素具有離子半徑與電子結(jié)構(gòu)相近的特點，本課題采用上述水熱法成功地合成了系列三元稀土錫酸鹽納米材料，包括Y2Sn207、La2Sn207、Pr
3、ESn207、Nd2Sn207、Sm2Sn207、Eu2Sn207、Gd2Sn207、Tb2Sn207、Er2Sn207和Yb2Sn207共10種。實驗證明，這些產(chǎn)物均為單相的立方燒綠石結(jié)構(gòu)復(fù)合氧化物，由此可見，該方法普遍適用于稀土錫酸鹽納米材料的合成，而且，所得產(chǎn)物具有純度高、結(jié)晶好、尺寸分布窄、粒徑d,(10．100nm)等特點。進(jìn)一步研究表明，從La—Yb，隨著離子半徑的逐漸減小，(222)，(400)，(440)，(622)和(444)五個晶面的衍射峰都逐漸向高角度偏移，即20隨著離子半徑的減小而逐漸增大，通過
4、計算可以得出系列稀土錫酸鹽Ln2Sn20，的晶格常數(shù)平均值a和Ln3+離子半徑基本呈線性關(guān)系，這些都體現(xiàn)了經(jīng)典的鑭系收縮現(xiàn)象。振動光譜研究表明，在紅外光譜中，由La—Yb，隨著稀土離子半徑的減小，晶格參數(shù)a減小，sn．o鍵的鍵強(qiáng)度增強(qiáng)，從而使得Sn--O鍵的振動頻率v(Sn--O)向高頻率方向有規(guī)律地移動。在拉曼光譜中，歸屬于A1。模的O．Sn．0彎曲振動對離子半徑的改變極為敏感，系列稀土錫酸鹽由于鑭系收縮的影響，隨著A位稀土元素離子半徑的減小，Al。模幾乎成線性增大趨勢。以合成的稀土錫酸鹽為催化劑，在紫外燈照射下對甲
5、基橙溶液的光催化降解實驗顯示，所得產(chǎn)物具有光催化降解有機(jī)物的能力。本課題提出的復(fù)合稀土錫酸鹽納米材料的水熱合成工藝具有普遍適用性，且北京T業(yè)大學(xué)T學(xué)碩十學(xué)位論文方法簡單、溫和、結(jié)晶好、純度高。系統(tǒng)的研究了產(chǎn)物的形貌、結(jié)構(gòu)、振動光譜特性和光催化性能。本課題的研究對稀土錫酸鹽納米材料的制備和應(yīng)用具有重要的意義。關(guān)鍵詞錫酸鹽；燒綠石；水熱法ABSTRACTRare．earthstannates(Ln2Sn207，Ln=Y，La—Lu)arecubicpyrochlore—typeoxides，whichhavereceive
6、dconsiderableattentioninrecentyearsduetotheirpromisingapplicationsinlithiumionbatteries，catalysts，phosphors，ionicconductors，andresistancetoradiationdamage．Asimple，low-temperature，mildandefficienthydrothermalrouteforthesynthesisofnanocrystallinerare—earthstannate
7、swasproposedinthisdissertation．Inthishydrothermalprocess，rare—earthnitrateandtintetrachloridewereusedasprecursor,withoutuseofanysurfactantsorcomplexingagent．Thestructure，morphology,andparticlessizeoftheproductswerecharacterizedbyX—raydiffractometer(XRD)andtransm
8、issionelectronmicroscopy(TEM)．Thestmc刪changeoftheserialproductswasstudiedbyFouriertransforminfraredspectroscopy(FT-IR)andRamanspectroscopy(Raman)．Thebandgapoftherare—
