铌氧化物纳米材料的合成及性质研究

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1、重庆大学硕士学位论文铌氧化物纳米材料的合成及性质研究姓名：张密超申请学位级别：硕士专业：材料物理与化学指导教师：胡陈果20090530重庆大学硕+学位论文中文摘要摘要作为一种重要的氧化物材料，氧化铌(Nb205)在电子工业、陶瓷材料、光催化、光学玻璃和航空航天工业中得到了广泛应用。近年来，随着新材料和纳米技术的迅速发展，基于纳米级Nb=05的相关材料在一些功能性陶瓷中的应用也越来越广泛。因此，基于氧化物纳米材料的制备、性质及应用研究己成为一个迫切需要研究的课题。本文研究了Nb205：Tb”和BaNb03纳米晶的性质及其制备方法。

2、采用了一种低温常压、操作简单、成本低廉、便于工业化推广的制备新方法一复合氢氧化物媒介法(Composite--Hydroxide--Mediated，CHM)。利用该方法对氧化铌进行铽掺杂后，制备了一种新型的晶体材料一鸟巢状Nb=05：Tb3+微球。通过X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FnSEM)的表征，发现它为单相且为单斜结构，具有独特的分等级鸟巢形状，平均尺寸为lima。对Nb205：Tb”的光学性质研究表明，铽的掺杂使得氧化铌的发光更为显著，用535nm的激发波长去激发，发现在613nm处有一个强度很强的发射峰

3、，这表明所合成的Nb205：Tb3+样品作为红色荧光粉可在发光系统和光器件方面有重要应用。文章同时探讨了复合氢氧化物媒介法制备纳米级(平均粒径为1—100nm的超细粉末)BaNb03粉末的最佳工艺条件，研究了反应时间对形成BaNb03纳米晶粒径的影响，以及基于BaNb03纳米晶的湿敏性质。通过XRD、FE--SEM、TEM以及U、，-Vis的表征，发现其颗粒均匀，形貌规则，尺寸平均为50-200nm，且粒径随着生长时间的延长而减小。利用该纳米颗粒做成的膜电极具有良好的湿敏特性，电极电阻随湿度变化而剧烈变化。伴随着相对湿度从10％

4、增加到80％，电极电阻从932．4MI)变化到2．2MQ，当相对湿度从20％增加到60％时，响应时间和恢复时间分别为12秒和32秒，这个结果表明铌酸钡纳米颗粒在高灵敏的环境监测和湿度控制电子器件领域有着重要的应用。最后，用离子导电模型解释了该湿敏传感器的湿敏机理。关键词：CHM法，铽掺杂氧化铌，光致发光，铌酸钡，湿敏重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTAsavaluableoxidematerial，niobiumoxide(NbEOs)possesspromisingapplicationsinelectronindu

5、stry，ceramcismaterials，photocatalytic，opticalglasse，aviationindustryandSOon．Inrecentyears，晰tlltherapiddevelopmentofthenewmaterialsandnanotechnology，itisfoundthattherelatedmaterialsbasedllanoniobiumoxidem205)hasbeenwidelyappliedintheareasoffunctionalceramcis．Sotherese

6、archofsynthesize，propertyandapplicationofoxidenano—materialsisaninterestingsubject．Inthispaper，wedevelopedanovelsimplemethodtoprepareNb20s：Tb3+microstructureandBaNb03nanocrystalusingthecomposi鼬ydroxide-mediated(CHM)method，whichisanewstrategythatprovidesaone-step，conv

7、enient，low-cost，nontoxicandthemethodWassuitableforlarge-scalepreparation．Asanewkindofcrystalmaterials，thenestlikemicrosphereNb20s：Zb3+wassynthesizedbydopingniobiumoxide(Nt，20s)withsometerbium(Tb)elementusingcomposite-hydroxide-mediated(CHM)method．Theobtainedsampleexh

8、ibitsauniquegeometricalshape，andtheywerecharacterizedbyX-raydiffraction(XRD)andfieldemissionscanningelectronmicroscopy(FE-SEM)．XRDa