水熱合成法修改雷鳴(編輯修改稿)
2025-05-26 13:01 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 米線的 (HR)TEM照片： g) Eu(OH)3， h) Ho(OH)3 Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 41(24), 47904793. 圖 37 不同堿度下所得稀土氫氧化物納米晶的TEM照片： (a) Sc(OH)3納米片 (pH = 67)， (b) Sc(OH)3納米線 (pH = 910)， (c) Sc(OH)3納米棒 (KOH, 5mol/L)； (d) Gd(OH)3納米線 (pH = 7)， (e) Gd(OH)3納米棒 (KOH, 5mol/L) Chem. Eur. J. 2022, 11, 21832195. 為了探究乙二胺在低維納米材料合成中的作用，J. Yang等采用正丁胺為溶劑，從一個(gè)側(cè)面證明了形成穩(wěn)定的螯合配離子并不是獲得低維納米材料的唯一原因。 在溶劑熱合成制備低維納米材料時(shí)，常用的有機(jī)溶劑是乙二胺。因?yàn)橐叶肥且粋€(gè)二齒配體，它能與金屬離子形成穩(wěn)定的螯合配離子，在納米材料的合成中除起溶劑作用外，還起著控制產(chǎn)物形貌的模板劑作用，而 螯合配離子的形成被認(rèn)為是獲得低維納米材料的重要原因 。 但上述觀點(diǎn)并沒有得到實(shí)驗(yàn)的證實(shí)。 一般地，在乙二胺體系中，乙二胺有兩種方式與金屬離子形成配合物，如圖 38a和 8b所示。而正丁胺分子只含有一個(gè) NH2，不能與金屬形成螯合物，只能與金屬離子按 38c方式配位。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在正丁胺體系中 CdS、 CdSe、 ZnSe、 PbSe等納米棒都能被成功獲得(見圖 39)。實(shí)驗(yàn)還顯示反應(yīng)的溫度在低維材料形成中，也起著相當(dāng)重要的作用。 圖 38 可能的配位模式： a) 乙二胺的單齒模式； b) 乙二胺的雙齒模式； c) 正丁胺的單齒模式 圖 39 產(chǎn)物的 TEM照片：(a)、 (b)CdSe， (c)、(d)ZnSe 圖 39 產(chǎn)物的 TEM照片： (e)、 (f)PbSe， (g)CdS納米棒 Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 41(24) 46974700. 在表面活性劑的輔助下還可以獲得一些特殊的形貌。如 F. Gao等采用十二硫醇輔助的溶劑熱技術(shù)，以CdCl2和硫脲為原料，乙二胺為溶劑于 160?C下反應(yīng)40h，成功地制備了多臂 CdS納米棒。 圖 310 所得產(chǎn)物的 TEM照片： (a)三臂， (b)包括二臂、三臂、四臂等多臂和 (c)SEM照片 Adv. Mater., 2022, 14(21), 15371540. C. H. Yan等用水熱微乳液技術(shù)合成了 SnO2納米棒。其工藝過程為：稱取 己醇的混合溶劑中，接著加入 Sn(OH)62溶液(SnCl4()/NaOH() = 1:3(體積比 ))并超聲數(shù)分鐘形成微乳液，將此微乳液轉(zhuǎn)入高壓釜 200?C下反應(yīng) 18h，成功獲得了單晶 SnO2納米棒。研究顯示，起始 NaOH和SnCl4的摩爾比對(duì)最終產(chǎn)物的形貌有較大影響 圖 311 SnO2納米棒： (a)SEM照片，(b)TEM照片， (c)和 (d) HRTEM照片， (e) NaOH/SnCl4(摩爾比 )= 30時(shí)所得產(chǎn)物的 TEM照片， (f) NaOH/SnCl4(摩爾比 )= 20時(shí)所得產(chǎn)物的 TEM照片 Adv. Mater., 2022, 15(12), 10221025. S. H. Yu等以水和二乙基三胺 (DETA)的混合溶劑為反應(yīng)介質(zhì)， Zn(NO3)26H2O和 NH2CSNH2分別為鋅源和硫源，于 180?C下反應(yīng) 12h成功地制備了 ZnS納米帶。研究顯示，改變水和二乙基三胺的體積比，可以控制終產(chǎn)物的形貌：水 /二乙基三胺為 1:，產(chǎn)物為納米帶；體積比為 1或4時(shí)，產(chǎn)物分別為納米片組成的球形花或納米球；當(dāng)溶劑中二乙基三胺進(jìn)一步增加時(shí)，將獲得包覆 ZnS/DETA復(fù)合材料的 ZnS納米帶。 圖 312 所得 ZnS產(chǎn)物的 SEM照片： (a, b)ZnS納米帶， V水 /V二乙基三胺 =1:； (c)ZnS納米片， V水 /V二乙基三胺 =1:1； (c)ZnS納米球， V水 /V二乙基三胺 = 4 Small, 2022, 1(3), 320325. A. W. Xu等以 Dy2O3粉末為原料，在 160?C的高壓釜中反應(yīng) 48h，成功地制得了 Dy(OH)3納米管，并在 450?C下灼燒 6h，使 Dy(OH)3納米管成功地轉(zhuǎn)變成 Dy2O3納米管。利用同樣的方法，該課題組還成功地獲得其他稀土氫氧化物和相應(yīng)的氧化物納米管，包括 Tb(OH)Y(OH)3和 Tb4O Y2O3納米管。 二、納米管的水熱、溶劑熱合成 圖 313 所得稀土氫氧化物和相應(yīng)的氧化物納米管的 SEM和(HR)TEM照片： (a, c) Dy(OH)3納米管， (b, d) Dy2O3納米管，(eh) Tb(OH)3納米管， (i) Tb4O7納米管 J. Am. Chem. Soc. 2022, 125, 14941495. 圖 313 所得稀土氫氧化物和相應(yīng)的氧化物納米管的 SEM和(HR)TEM照片： (jl) Y(OH)3納米管， (m) Y2O3納米管 Adv. Funct. Mater., 2022, 13(12), 955960. M. S. Mo等通過 Na2TeO3的原位歧化作用，在 25%的氨水體系中水熱 180?C下反應(yīng) 36h，可控地合成了單質(zhì)碲納米管和納米帶。并根據(jù) TEM觀察結(jié)果得出納米管是由納米帶卷曲而成的結(jié)論。 圖 314 Te納米管 (帶 )的 TEM照片： (a, e)Te納米帶， (bd)發(fā)生卷曲的 Te納米帶 Adv. Mater., 2022, 14(22), 16581662. 圖 314 Te納米管 (帶 )的 TEM照片： (fg) Te納米管， (h) Te納米帶卷曲形成 Te納米管的過程 Adv. Mater., 2022, 14(22), 16581662. Y. Xie等采用表面活性劑輔助的乙醇熱路線成功地制備了 PbX(OH) (X=Cl, Br, I)微管。工藝過程如下：將PbAc22H2O、 NaX(X=Cl, Br, I)、 Triton X100按摩爾比 1:2:1依次加入含有乙醇的反應(yīng)釜中，然后在 180?C下分別反應(yīng) 7 4 12小時(shí)，即可獲得產(chǎn)物。 圖 315 產(chǎn)物的SEM照片： (a, d) PbCl(OH), (b, e) PbBr(OH), (c, f) PbI(OH) Chem. Lett., 2022, 33(2), 194195. 利用水熱、溶劑熱技術(shù)也能合成一些其他形貌的低維納米材料。 Y. Cheng等以 PEG400為表面活性劑， MoONaOH、醋酸鉛為原料，在 160?C下反應(yīng) 20h，制備了樹枝狀分形的 PbMoO4納米晶 圖 316 樹枝狀分形的 PbMoO4的 SEM(A, B)和 TEM(C)照片 J. Phys. Chem. B 2022, 109, 794798. Adv. Mater., 2022, 16(18), 16361640.
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