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碲纳米线的有序组装及其化学转化

【摘要】:碲纳米线具有良好的光电导、热电、压电和非线性光学等特性,在气体传感、光电器件和光子晶体等领域都得到了广泛的应用。同时,碲纳米线也是合成众多材料的理想模板,使用其为模板可以制备出Pd、Pt、Ag2Te和CdTe等功能纳米线。由于碲纳米线为各向异性的一维材料,因此将碲纳米线取向排列是将其应用于器件,充分发挥其潜力的先决条件。本论文利用搅拌作用将碲纳米线在液固界面进行取向排列,制备了二维碲纳米线阵列,并在此基础上利用化学转化制备了Pt, Pd和Ag2Te的二维阵列。本论文首先利用水热法合成了高长径比的碲纳米线,并通过SEM对制得的碲纳米线的形貌进行了表征。随后本论文引入搅拌产生的剪切力作为驱动力将制得的碲纳米线分别在水、乙二醇和丙三醇中进行组装,同样通过SEM对组装的碲纳米线二维结构的形貌进行表征,证明了在搅拌的辅助作用下,选择乙二醇作为溶剂时能够成功地制备出具有高度取向的碲纳米线二维阵列。随后详细地考察了在乙二醇组装体系中搅拌转数、溶液的浓度、组装时间及搅拌方式等实验条件对组装过程的影响,进而对组装的实验条件进行了优化,并结合实验结果,初步探讨了纳米线取向排列的原因。在此基础上,利用组装后的有序碲纳米线为模板直接原位化学转化成有序的Pt、Pd和Ag2Te纳米线阵列,使得制备Pt、Pd和Ag2Te纳米线的有序结构成为可能。此外,以PEI或PSS/PDDA层为间隔层,利用层层组装的方式制备出了多层碲纳米线二维材料。本论文的研究为碲纳米线及相关纳米线的有序组装提供了新的方法,在电子器件和传感器等方面都有一定的应用前景。

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