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第1章 绪论1

1.1纳米材料的特性1

1.1.1纳米科技的发展1

1.1.2纳米材料的特点5

1.1.3纳米材料的应用9

1.1.4纳米材料的展望10

1.2纳米金属氧化物12

1.2.1纳米金属氧化物的基本性能12

1.2.2纳米金属氧化物的制备方法12

1.2.3纳米金属氧化物的应用领域14

1.2.4纳米金属氧化物的表征手段17

参考文献25

第2章ZnO基纳米材料的制备、表征及性能28

2.1纳米ZnO28

2.1.1纳米ZnO的结构28

2.1.2纳米ZnO的性质28

2.1.3纳米ZnO的应用29

2.1.4纳米ZnO的制备方法31

2.1.5 ZnO基复合材料33

2.2纳米ZnO的制备与表征36

2.2.1实验流程36

2.2.2热重分析37

2.2.3物相分析38

2.2.4红外分析40

2.2.5形貌观察41

2.2.6冷冻干燥法的机理探讨42

2.2.7光学性能研究46

2.3 SnO2/ZnO纳米材料的制备与表征52

2.3.1实验流程53

2.3.2热重分析53

2.3.3物相分析56

2.3.4形貌观察59

2.3.5光学性能研究59

2.3.6 SnO2/ZnO纳米材料的光催化活性机制探讨62

2.3.7电化学性能研究63

2.4 Co：ZnO纳米材料的制备与表征64

2.4.1实验流程65

2.4.2热重分析65

2.4.3物相分析65

2.4.4 Co在ZnO中的存在形式探讨67

2.4.5形貌观察68

2.4.6光学性能研究70

参考文献71

第3章SrTiO 3纳米材料的制备与表征76

3.1 SrTiO 3概述77

3.1.1 SrTiO 3的结构77

3.1.2 SrTiO 3粉体的制备方法78

3.1.3 SrTiO 3的应用82

3.1.4 SrTiO 3的掺杂86

3.1.5掺杂SrTiO 3的应用88

3.2碱熔法制备SrTiO 3粉体91

3.2.1实验过程92

3.2.2原料的影响92

3.2.3物相分析95

3.2.4形貌分析96

3.2.5生长机制分析99

3.2.6光学性能研究100

3.3溶剂热法制备SrTiO 3粉体104

3.3.1实验流程104

3.3.2物相分析105

3.3.3形貌分析108

3.3.4光学性能研究109

3.4碱熔法制备Sr 1-x Mn x TiO 3粉体及表征111

3.4.1实验过程112

3.4.2物相分析112

3.4.3形貌观察114

3.4.4光学性能研究115

3.5溶剂热法制备Sr 1 - x Mn x TiO 3粉体及表征117

3.5.1实验流程117

3.5.2物相分析118

3.5.3结晶学表征119

3.5.4形貌分析120

3.5.5光学性能研究122

参考文献125

第4章ZrO2与ZrO 2介孔材料130

4.1 ZrO2的结构130

4.1.1 ZrO2的晶体结构130

4.1.2 ZrO 2的掺杂稳定133

4.2 ZrO2的性质与应用134

4.2.1 ZrO2的力学性质与应用134

4.2.2 ZrO2的电学性质与应用138

4.2.3 ZrO2的光学性质与应用143

4.2.4 ZrO 2的热学性质与应用147

4.2.5 ZrO 2的化学性质与应用150

4.3 ZrO 2的制备158

4.4 ZrO 2介孔粉体的制备与性质160

4.4.1 XRD分析161

4.4.2 SEM分析161

4.4.3 N2等温吸附/脱附分析162

4.4.4 Raman分析163

4.4.5 UV-vis吸收光谱164

4.4.6 PL谱分析164

参考文献167

第5章Ce x Zr 1 -xO 2纳米粉体及介孔材料173

5.1 CexZr1-xO 2纳米粉体的制备与表征175

5.1.1实验过程175

5.1.2 XRD结果分析178

5.1.3 TEM结果分析180

5.1.4 Raman光谱分析181

5.1.5 TPR分析183

5.1.6 OSC分析184

5.1.7还原后的晶体结构变化分析185

5.1.8热分析和氧交换可逆性分析187

5.1.9表面羟基的吸附和原位分析190

5.2水热法制备Ce0.5 Zr0.5 O2介孔材料与表征193

5.2.1实验过程197

5.2.2 N2-等温吸附/脱附分析198

5.2.3以Gemini表面活性剂为模板制备介孔结构的机制分析202

5.2.4 XRD分析206

5.2.5 Raman散射谱分析207

5.2.6 TEM分析208

5.2.7氧交换可逆性测试210

5.2.8 TPR测试分析211

5.2.9 OSC测试分析213

5.2.10还原后的结构分析213

5.2.11红外与原位测试分析215

5.3络合法制备Ce0.5 Zr0.5 O2介孔材料与表征219

5.3.1 XRD结果分析220

5.3.2 TEM分析221

5.4 EISA法制备Ce0.5 Zr0.5 O2介孔材料与表征222

5.4.1 XRD结果分析223

5.4.2 TEM分析225

5.5 Ce0.5 Zr0.5 O2固溶体和介孔材料的XPS分析226

参考文献230

第6章TiO 2基纳米薄膜的制备与表征235

6.1引言235

6.2 TiO 2纳米薄膜概述236

6.2.1 TiO 2的结构特点236

6.2.2 TiO 2薄膜的制备方法238

6.2.3 TiO 2薄膜的应用243

6.3 TiO 2薄膜的制备与表征248

6.3.1引言248

6.3.2 TiO 2薄膜的制备与表征249

6.3.3预处理对TiO 2薄膜结构和性能的影响256

6.3.4择优取向TiO 2薄膜的制备与表征265

6.4金属氧化物-TiO 2薄膜的制备与表征273

6.4.1引言273

6.4.2 Y2O3-TiO2复合薄膜的制备与表征274

6.4.3 CuO-TiO2复合薄膜的制备与表征286

6.4.4 SiO2 -TiO2复合薄膜的制备与表征296

6.4.5 CeO2-TiO2复合薄膜的制备与表征308

6.4.6 SiO2 -CeO2-TiO2复合薄膜的制备与表征316

参考文献325

第7章 离子掺杂TiO2薄膜的制备、表征与计算模拟332

7.1引言332

7.2离子掺杂TiO2薄膜的研究现状333

7.2.1贵金属沉积333

7.2.2金属离子掺杂334

7.2.3非金属离子掺杂336

7.2.4复合半导体337

7.2.5其他改性手段338

7.3 TiO2计算模拟的研究现状339

7.3.1 TiO2微观结构的计算模拟339

7.3.2掺杂改性TiO2的计算模拟341

7.3.3 TiO2计算模拟的展望342

7.4离子掺杂TiO2薄膜的制备与表征343

7.4.1引言343

7.4.2不同Ni2+掺杂量TiO2薄膜的制备与表征344

7.4.3不同金属离子掺杂TiO2薄膜的制备与表征351

7.4.4不同非金属掺杂TiO2薄膜的制备与表征355

7.4.5不同离子共掺杂TiO2薄膜的制备与表征361

7.5 TiO2基纳米材料的第一性原理计算模拟374

7.5.1引言374

7.5.2计算方法375

7.5.3 TiO2三种晶型的电子结构与光学性能381

7.5.4非金属掺杂TiO2的电子结构与光学性能388

7.5.5金属离子掺杂TiO2的电子结构与光学性能397

7.5.6 N和Bi共掺杂TiO2的电子结构与光学性能404

参考文献408