钛酸铅纳米结构的制备及生长机理研究.pdf

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1、论文作者签名：墨§至壅指导教师签名：i：豳论文评阅人1：论文评阅人2：论文评阅人3：论文评阅人4：论文评阅人5：答辩委员会主席：委员1：委员2：委员3：委员4：委员5：弯~寺罚裼托生鬈姬弘1虱旃、考寺篇．Studyon——thePreparationandGrowthMechanismofLeadTitanateNanOStruCtureS⑧Author’Ssignature：一‘■‘Supervisor7Ssignature：ExternalReviewers：W洲厶He酞础mg∞姗i讹比h盈：)‰蜘众”c施

2、塑础嘶，)嘲．嘶叫众”c犰砷础嘶，)ExaminingCommitteeMembers：Dateoforaldefence：丛亟￡吐窆。2Q!!浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得．逝’江盘鲎或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：弓亟事袭签

3、字日期：沙-1年≥月I『日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝姿盘堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授媸’江态堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：刁三谬嚏签字日期：沙小年弓月1『日导师签名：／向之卵1签字日期：》If年?月，7日摘要钙钛矿结构钛酸铅(PbTi03)作为一种典型的铁电材料，其纳米结构

4、材料的制备引起人们的广泛关注。目前，人'ffl牙'J用熔盐法获得了钙钛矿结构PbTi03单晶纳米棒，但相对复杂的钙钛矿结构PbTi03纳米结构的制备仍然是一个挑战。本研究利用水热法，通过选择矿化剂的种类来调控钛酸铅的成核及生长，首次实现了钙钛矿结构PbTi03纳米片自组装花状纳米结构和烧绿石结构钛酸铅(Pb2Ti206)三维单晶枝权晶纳米结构的制备。通过将合成的Pb2Ti206枝权晶在高温下进行热处理，制备了钙钛矿结构PbTi03单晶枝权晶纳米结构。取得的主要研究成果如下：采用钛和铅的羟基氧化物的混合物(PTO

5、H)作为前驱体，12MKOH作为矿化剂，通过水热反应前期形成的单斜相六钛酸钾(K2Ti6013)的先导性作用，在200℃水热反应50h后，合成出了钙钛矿结构PbTi03纳米片自组装花状纳米结构。高浓度的矿化剂和足够量的反应前驱体用量是获得PbTi03纳米片自组装花状纳米结构的关键。在高浓度矿化剂KOH的作用下，水热反应前期首先形成K2Ti6013纳米线。随后，Pb2+离子逐渐取代K2Ti6013结构中的K+离子，使得K2Ti6013纳米线转化为PbTi03纳米片。随着转化的进行，PbTi03纳米片自组装形成花状

6、纳米结构。当前驱体用量较少时，pb2+离子不能够完全取代K2Ti6013中的K+离子，只有少量的PbTi03形成，不能得到其花状纳米结构。采用NH3-H20作为矿化剂，通过控制水热条件下晶体形核和生长缓慢地进行，在200。C水热反应50h后，合成出了烧绿石结构Pb2Ti206的单晶枝权晶纳米结构。矿化剂氨水对Pb2Ti206枝权晶的形成具有关键作用。水热反应过程中，在弱碱性的氨水的作用下，形成的钛和铅的离子聚集体的浓度较低，有利于介稳相烧绿石结构Pb2Ti206的形核和生长，抑制了钙钛矿结构PbTi03的形成，

7、又由于所形成的钛酸铅单体具有Ti06八面体通过共顶连接所形成的链状结构，易于沿着Pb2Ti206的晶体结构中同样有着这种链状结构的<112>晶向族的24个方向沉积，使得Pb2Ti206发生取向生长，从而得到Pb2Ti206单晶枝权晶纳米结构。由于钙钛矿结构PbTi03和烧绿石结构Pb2Ti206的结构骨架都是Ti06八面体共顶连接形成的三维网络，具有拓扑相似性，Pb2Ti206单晶枝杈晶在600"C热处理2小时后转化为了PbTi03单晶枝权晶纳米结构。只是由于Ti06八面体网络结构的调整和Pb2+离子的重排，枝

8、权晶的表面变得模糊钝化。关键词：钙钛矿、烧绿石、钛酸铅、纳米结构、水热AbstraetAbstractAsabndofprototypicalferroelectricmaterial，thepreparationofperovskiteleadtitanate(PbTi03)nanostructuredmaterialshasattractedgreatattention．Upton