钙钛矿结构钛酸铅二维纳米结构的水热合成及其在CO催化氧化上的应用

【摘要】钙钛矿结构PbTiO3是一种典型的铁电氧化物,关于其纳米结构的研究,截至目前更多的集中于PbTiO3一维纳米结构,尚没有关于PbTiO3二维纳米片的报道。本研究利用水热反应法,通过选择性修饰,或控制结晶过程,实现了钙钛矿结构PbTiO3单晶纳米片或片组装PbTiO3花状纳米结构的制备。并进一步研究了负载贵金属Pt的催化性能。取得了以下主要成果：(1)在水热体系中引入NaNO3、KNO3,首次合成出了四方钙钛矿结构PbTiO3(001)和(111)的单晶纳米片。由于电负性的差异,Na+、K+离子分别选择性键合修饰(001)面、(111)面,限制了生长基元的沉积,导致了四方钙钛矿结构PbTiO3(001)或(111)单晶纳米片的形成。(2)在高浓度KOH的作用下,通过提高前驱体中Pb/Ti比,利用水热法成功制备出了纯花状纳米结构的四方钙钛矿PbTiO3。Pb2+离子取代水热处理先期形成的层状结构的K2Ti6O13的K+离子,导致片状剥离,作为模板结晶转化为四方钙钛矿结构PbTiO3(101)纳米片自组装花状纳米结构。(3)四方钙钛矿结构PbTiO3片组装纳米花作为催化剂载体,使得Pt催化氧化CO的温度降低到100℃。揭示PbTiO3纳米片暴露的(101)晶面的特殊结构、自发的铁电极化和花状纳米结构较大的比表面,极大地改善了贵金属Pt的催化性能。
【作者】黄晓强；
【导师】徐刚；
【作者基本信息】浙江大学，材料科学与工程，2014，硕士
【关键词】钛酸铅；水热；纳米片；钙钛矿；CO氧化；

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