新型层状铋钒氧基化合物微纳结构的合成及其性能研究

【摘要】本论文以层状铋钒氧基化合物的晶体结构分析为导向,利用合适的化学反应路线来可控合成新型层状铋钒氧基化合物的微纳结构,进一步考查所得到的微纳结构的光学,电学以及磁学性能,初步探讨了层状化合物的晶体结构与性能两者之间的构效关系。论文归纳如下：论文首先从典型的具有层状结构的VO2·0.5H2O合成入手,提出一种简单温和的合成策略合成了VO2·0.5H2O微米结构。研究了其电学磁学性能,探讨了层状结构物质的结构对性质的影响。利用变温电导研究了体系电学特征,结果表明所合成出的VO2·0.5H2O具有半导体特性。从晶体结构角度分析了其半导体特征的内在原因,即其晶体结构中存在着恰好是V-V相互作用的临界值的Z型折线形钒链,链上钒原子的电子云能部分重叠。进一步研究了体系的M-T曲线,发现存在有个异常跃迁。通过居里-韦斯定律拟合,表明低温下相邻V离子之间存在强烈的反磁性作用。在此基础上,初步研究了其在水相锂电中的应用。实验结果证明,电池有着较高的首次放电比容量,电池的循环稳定性非常好。提出晶体结构中层内V06八面体都是通过共边连接,层中没有孔道以及所合成产物高的结晶性具有较高的稳固性,使得电极材料能够保持较为稳定的电化学循环性能。其次,论文选取了同为层状结构的非计量比铋氧基化合物Bi202.33为研究目标,进一步探讨层状结构物质的性质与结构之间的关系。首次通过化学方法制备了纯相Bi202.33纳米花。系统研究了纯相Bi202.33纳米花的合成条件,找出了纯相难以合成的原因,即必须严格控制体系的还原气氛。首次报道该种物质的室温铁磁性。提出室温铁磁性的起源于因电荷平衡而出现的Bi2+离子所含有单电子,而晶体结构中中存在Bi-Bi长链为未成对电子的耦合提供了可能,指出这种现象类似于稀磁半导体,认为所获得的具有室温铁磁性的层状非计量比化合物是一个新的稀磁半导体,有望在电磁学领域得到应用。最后论文关注了层状化合物的新存在形式：原子级超薄二维纳米片。论文选取了具有典型的层状结构的三元化合物钒酸钙(CaV4O9),在充分研究了其晶体结构的基础上选用合适剥离剂协助的超声剥离法来进行剥离研究。成功获得了原子级厚度的CaV4O9超薄纳米片,衍射及拉曼测试显示片层结构维持不变。进一步测定了剥离前后材料的光学性能的变化,并利用第一性原理计算解释了这一变化趋势。作为一个新的无机类石墨烯材料,CaV4O9原子级厚度超薄纳米片提供了一个研究二维材料所特有的电学,磁和光学性质的理想二维材料平台。
【作者】管航敏；
【导师】谢毅；
【作者基本信息】中国科学技术大学，纳米化学，2014，博士
【关键词】微纳结构；层状化合物；铋钒氧基化合物；化学合成；磁学性能；理论计算；

【参考文献】
[1]潘琼翼.杭州市居民品味心理及其与幸福感的关系研究[D].南昌大学,应用心理学,2013,硕士.
[2]孙伟.电梯控制系统设计与对等群控调度算法研究[D].苏州大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[3]唐昊,奚宏生,殷保群.CTMDP基于随机平稳策略的仿真优化算法(英文)[J].自动化学报,2004,02:229-234.
[4]崔华伟.京南白庙村“音乐会”实地调查与研究[D].中国音乐学院,音乐学,2014,硕士.
[5]岑彩云.交通肇事罪被害人过错对刑事责任影响若干问题研究[D].吉林大学,刑法学,2013,硕士.
[6]曾宪枢.福建“技工荒”的政府对策研究[D].福建师范大学,行政管理,2012,硕士.
[7]秦洪伟.原位细胞电化学检测方法及对氯酚类污染物的毒性测定研究[D].东北师范大学,环境科学,2014,博士.
[8]刘晓夏.黄宗羲的阳明学研究[D].西北大学,中国史,2013,硕士.
[9]王菲.上皮性卵巢癌患者外周血中RRM2的表达及临床意义[D].青岛大学,妇产科学,2013,硕士.
[10]于润冰.内蒙古地区可持续发展评价研究[D].内蒙古大学,政治经济学,2013,硕士.
[11]竺清良,高中和,郭江宁,季幼庭,唐锦铁.无锡东亭地裂缝及其成因分析[J].地震学刊.1993(03)
[12]杨丽平.诉讼诈骗对策研究[D].江西财经大学,刑法学,2013,硕士.
[13]晏菲.道说与语言家园[D].武汉纺织大学,美学,2014,硕士.
[14]黄献军.初创型企业融资过程中对赌协议应用的风险及应对策略研究[D].北京交通大学,2014.
[15]陈啸天.从责任的视角理解行政伦理制度化[D].吉林大学,行政管理,2014,硕士.
[16]杨云伦.爆炸现场非火灾因素的勘查认定——凉山州6.26恶性爆炸案侦破过程的火因技术应用[J].四川警官高等专科学校学报.2000(04)
[17]张大虎.农村初中体育课引入自防自救生存教育的可行性研究[D].华中师范大学,学科教学,2013,硕士.
[18]刘芳建.甘蔗剥叶装置的试验研究[D].中国农业机械化科学研究院,机械设计及理论,2013,硕士.
[19]李宇.西部农村988例60-75岁老年女性生殖健康认知现状及影响因素研究[D].吉林大学,社会医学与卫生事业管理,2014,硕士.
[20]刘忠君.高阻抗电抗器三维涡流场分析与损耗计算[D].沈阳工业大学,电机与电器,2012,硕士.
[21]李冶.免维护真空断路器的理论与实践[D].湖南大学,电气工程,2003,硕士.
[22]田萍.现代社区管理与创新研究[D].燕山大学,公共管理,2013,硕士.
[23]赵孝磊.城际动车组孔板送风结构防结露研究[D].青岛理工大学,供热、供燃气、通风及空调工程,2012,硕士.
[24]曾宝国.基于WSN的水产养殖水质实时监测系统研究[D].西南交通大学,计算机技术,2013,硕士.
[25]慕繁荣.M企业库存管理系统的研究与设计[D].北京交通大学,物流工程（专业学位）,2013,硕士.
[26]王姗.基于ARM和DSP的环境噪声自动监测系统研究[D].北京交通大学,2014.
[27]可苏莎（XeniyaFreydina）.汉俄语色彩词隐喻比较研究[D].大连理工大学,语言学及应用语言学,2013,硕士.
[28]李观钊.GPU上列数据库关键原语的设计与优化[D].华南理工大学,计算机技术,2012,硕士.
[29]杜卫平.官厅水库饮用水源功能恢复对策[J].中国水利.2004(15)
[30]周玭.“震惊损害”的精神损害赔偿研究[D].湖南师范大学,民商法学,2013,硕士.
[31]叶帆.“十七年”时期的湖北小说研究[D].湖北大学,中国现当代文学,2012,硕士.
[32]张灵.城乡公共卫生服务均等化研究[D].华中师范大学,行政管理,2012,硕士.
[33]王尧.校园文化对大学生思想政治教育的作用研究[D].湖北工业大学,思想政治教育,2013,硕士.
[34]本报记者岳远攀.打造成长“摇篮”培育科技“巨人”[N].联合日报,2015-02-25003.
[35]张飞翔.被动式DMFC气泡行为的实验研究和数值模拟[D].浙江工业大学,化学工程,2012,硕士.
[36]刘飞.船用发电机多物理场耦合数值分析[D].江苏科技大学,轮机工程,2013,硕士.
[37]孟祥利,赵晓曼,赵晓康.绿色溶剂热法合成超薄TiO_2(B)纳米片及其光催化研究[J].矿冶,2013,01:57-59+68.
[38]何渔阳.基于使用与满足理论的大学生微信使用研究[D].河北大学,传播学,2014,硕士.
[39]姜佳美.长链烷基改性硅油合成及其在织物整理中的应用[D].苏州大学,纺织化学与染整工程,2013,硕士.
[40]陈鹏.静电纺技术构筑直接甲醇燃料电池催化层的应用研究[D].苏州大学,应用化学,2014,硕士.
[41]李冰洁.采用谱—韵律双变换的语音情感转换[D].苏州大学,检测技术与自动化装置,2013,硕士.
[42]马嵘.新疆少数民族中学“体育与健康”课程教学的现状及对策研究[D].新疆师范大学,2004.
[43]马成龙,张元鸣,陆佳炜,邱华年,高飞,肖刚.面向产业联盟的远程有限元服务平台的研究[J].机械设计与制造工程,2014,05:30-34.
[44]韩德君.从女性主义叙事学解读凯特·肖邦的《觉醒》[D].安徽大学,英语语言文学,2013,硕士.
[45]丁铭绩.高速铁路CFG桩桩板复合地基工后沉降数值模拟[J].中国铁道科学,2008,03:1-6.
[46]万惠敏.导学案教学模式在高中政治教学中的应用研究[D].华中师范大学,学科教学,2014,硕士.
[47]刘婷婷.金刚石颗粒的表面镀镍及其在固结磨料研磨中的应用[D].南京航空航天大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[48]姜玉双.沈阳地区办公建筑能耗分析[D].沈阳建筑大学,供热、供燃气、通风及空调工程,2012,硕士.
[49]张航.车用中醇甲醇汽油的技术研究[D].西北大学,能源化工,2013,硕士.
[50]刘文波.全自动压药机力学问题建模及分析[D].哈尔滨工程大学,2005.