纳米稀土功能材料的合成与电化学性能

发布时间：2016-12-26 16:29

  本文关键词：纳米稀土功能材料的合成与电化学性能，由笔耕文化传播整理发布。

《辽宁大学》 2013年

纳米稀土功能材料的合成与电化学性能

张阳  

【摘要】：纳米材料，顾名思义指的是材料的特征尺寸处于纳米范围内，从广义上讲纳米材料指的是组成材料的三维空间中至少有一维或者多维处于纳米尺寸范围的一类材料的总称。2011年10月欧洲联盟委员会对纳米材料定义为一种天然存在的或者是人工合成的并且由纳米粒子组成的一类材料，且这种纳米粒子的特征尺寸处于1～100纳米范围之内，数目所占的比例至少是材料总粒子数的50%。作为本世纪的一种新型热点研究材料，纳米材料的诸多特性使其具有巨大的研究价值和应用价值。稀土元素的电子层结构极为特别，其外层电子构成近乎相同，，而内层的4f电子层具有特别多的未成对电子，因此稀土元素具有十分广泛的电子能级，这使其与其他物质发生化学反应提供了可能。稀土元素目前已广泛应用于电子领域、石油化工领域、冶金领域、机械领域、能源领域、军事领域、轻工领域、环境保护领域、农业领域等。把稀土材料做成纳米级结构可以兼备纳米材料和稀土材料的双重特性，最大限度的扩展材料的应用性能，因此稀土材料的纳米化已成为本世纪海内外科学家们的热点研究课题。本文的主要研究内容和工作如下： 1采用水热法合成出了棒状形貌的NaCe(MoO_4)_2、KCeMo_2O_8、球状的M(Na,K)CeMo_2O_8及片状形貌的NaY(MoO_4)_2纳米材料，在合成过程中通过改变反应的温度、浓度、时间、配比等条件来对生成物的形貌进行控制。利用循环伏安测试考察了NaCe(MoO_4)_2、KCeMo_2O_8及Na_xK_(1-x)CeMo_2O_8这三种物质的电化学性质，结果表明这三种物质都表现出不同程度的电容特性。在此基础上，尝试着在反应物中额外加入氟化钠，考察氟化钠的加入对生成物的物相及形貌的影响。 2采用水热合成法，以氟化钠，钼酸钠，硝酸钇为反应物，通过改变溶剂及原料配比等方式生成了三种不同种类的稀土氟化物，当以乙二醇为溶剂时生成了表面粗糙不平的花球状的α-NaYF_4纳米材料。当以水为溶剂时生成了不规则的片状形貌，还有长短不一、粗细不平的片形貌YF_3纳米材料。当以水和乙二醇为混合溶剂时生成了长短不一棒状形貌的β-NaYF_4纳米材料。将这三种纳米材料进行循环伏安测试，发现这三种材料表现为具有一定的电化学性质。 3在原有合成物质的基础之上，设计了将α-NaYF_4、YF_3、β-NaYF_4这三种物质彼此相互转换的实验，通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线粉末衍射(XRD)对物质转换前后进行了分析表征。利用循环伏安测试考察了α-NaYF_4、YF_3及β-NaYF_4这三种物质的电化学性质，结果表明这三种物质都表现出不同程度的电容特性。此实验设计的目的和意义在于在一定的反应条件下实现三种化合物彼此间的相互转换，以达到我们的需要，这不仅可以大大的节约原料而且还为未来作为某种化学反应开关提供一种新的思路。

【关键词】：
【学位授予单位】：辽宁大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TB383.1;O646
【目录】：

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