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1、 纳米SiO2Al2O3Fe2O3CuO电极的制备及性质Preparation and Nature of Nano electrode based on SiO2Al2O3Fe2O3CuO目录中文摘要IAbstractII引言1第1章 绪论31.1 纳米材料简介31.1.1 纳米材料的分类31.1.2 纳米材料的特性及其应用41.2 纳米材料的制备措施51.3 溶胶-凝胶法51.3.1 溶胶-凝胶法特点61.3.2 溶胶-凝胶法的工艺过程61.3.3 溶胶凝胶法的应用81.3.4 问题与发展方向8第2章 实验部分102.1 实验仪器和重要试剂102.1.1 实验仪器102.1.2 实验试剂1
2、02.2 纳米电极的制备措施102.3 纳米电极表面薄膜致密性的研究112.4 纳米电极在不同阳离子缓冲溶液中的反映11第3章 成果与讨论123.1 不同配方的研究123.1.1 50%Fe2O3纳米电极的性质123.1.2 40%Fe2O3纳米电极的性质153.1.3 掺杂后纳米电极的性质193.2 SEM形貌观测:21结 论22致 谢23参照文献24纳米SiO2Al2O3Fe2O3CuO电极的制备及性质摘要：纳米科学技术是21世纪科学发展的主流之一，是渗入于现代科学各个领域的大跨度科学，具有十分广阔的发展前景，它的迅猛发展将对几乎所有的工业领域产生主线性的变革，纳米材料是纳米技术中最活跃和
3、最具有应用潜力的研究方向。而作为制备纳米材料技术之一的溶胶-凝胶法愈来愈引起人们广泛的注重，溶胶-凝胶法用于制备单组份化合物虽可追溯到150年之前，但真正具有实用价值，特别是用于制备陶瓷和玻璃，却还是近才兴起的，且发展迅速，应用范畴日益广泛，国内不少大专院校，科研单位开展了这个领域的研究，并获得了一定成果。本论文具体简介了用溶胶-凝胶法制备纳米SiO2Al2O3Fe2O3CuO电极的具体措施：按照一定的配比将硝酸铁、硝酸铝、硅酸钠固体溶解于柠檬酸溶液中，通过水浴加热形成凝胶状，以含量为99.5%的铜丝为基体浸提，再通过反复浸提、晾干，最后烘干、烧结制成。实验成果发现当电极组分中Fe2O3含量为
4、50%，SiO2含量为25%时和Fe2O3含量为40%，SiO2含量为30%左右时，电极表面最易形成均匀致密的纳米材料薄膜，即当电极组分中Fe2O3含量为50%时，SiO2Al2O3Fe2O3CuO纳米材料的最佳涂覆浓度为25%，电极组分中Fe2O3含量为40%时，SiO2Al2O3Fe2O3CuO纳米材料的最佳涂覆浓度为30%，且此时电极电阻非常大，电极表面的氧化物薄膜最致密均匀。核心词：纳米材料 溶胶-凝胶法 浸提Preparation and Nature of Nano electrode based on SiO2Al2O3Fe2O3CuOAbstract：Nano-science
5、technology is one of the mainstream of scientific development in the 21st century , It is a large span of scientific penetration in the various fields of modern science, with a very broad prospects for development. Its rapid development will change almost all the industrial sectors. Nano-material is
6、 the most active and potential research direction.As the one of the preparation of nano-material, sol-gel method is becoming more and more aroused widespread attention, Although sol-gel method for the preparation of one-component compound can date back to 150 years ago, the real practical value rise
7、s before nearly 20 years ago especially for the preparation of ceramic and glass. It develops very rapid, increasing scope of application,Many domestic institutions,scientific research units to carry out the research in this field, and obtain some results. This paper introduces in detail the specifi
8、c methods of nanometer materials of the Silicon dioxideAluminaFerric oxideCopper oxide by sol-gel methods. According to a certain proportion dissolve the ferric nitrate, aluminum nitrate,sodium silicate solid into the citric acid solution. After water bath heating forming sol,to leach with the coppe
9、r which content is the 99.5%, After repeated leaching,drying, baking,made from the Nano electrode.Experimental results show that when the electrode component content of Fe2O3 is 50%, SiO2 is 25% and Fe2O3 is 40%, SiO2 is 30%, the electrode surface can form nano material film easily, that is when the
10、 content of the Fe2O3 is 50%, the best concertration of the SiO2Al2O3Fe2O3CuO nanometer material is 25%, when the content of the Fe2O3 is 40%, the best concertration of the SiO2Al2O3Fe2O3CuO nanometer material is 30%,And the resistance of the electrode is very large, the surface of the electrode is
11、the most dense and uniform.Keywords:nano-materials; sol-gel method;leach引言在布满生机的21世纪，信息、生物技术、能源、环境、先进制造技术和国防的高速发展必然对材料提出新的需求，元件的小型化、智能化、高集成、高密度存储和超快传播等对材料的尺寸规定越来越小；航空航天、新型军事装备及先进制造技术等对材料性能规定越来越高。新材料的创新，以及在此基本上诱发的新技术。新产品的创新是将来对社会发展、经济振兴、国力增强最有影响力的战略研究领域，纳米材料将是起重要作用的核心材料之一。纳米材料和纳米构造是当今新材料研究领域中最富有活力、对将
12、来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象，也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要构成部分。近年来，纳米材料和纳米构造获得了引人注目的成就。例如，存储密度达到每平方每时400G的磁性纳米棒阵列的量子磁盘；成本低廉、发光频段可调的高效纳米阵列激光器；价格低廉高能量转化的纳米构造太阳能电池和热电转化元件；用作轨道炮道轨的耐烧蚀高强高韧纳米复合材料等的问世，充足显示了它在国民经济新型支柱产业和高技术领域应用的巨大潜力。正像美国科学家估计的“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很也许给各个领域带来一场革命”。纳米材料和纳米构造的应用将对如何调节国民经济支柱产业的布局、设计新产品、形成新的产业及改造老式产
13、业注入高科技含量提供新的机遇。研究纳米材料和纳米构造的重要科学意义在于它开辟了人们结识自然的新层次，是知识创新的源泉。由于纳米构造单元的尺度（1-100nm）与物质中的许多特性长度，如电子的德布洛意波长、超导相干长度、隧穿势垒厚度、铁磁性临界尺寸相称，从而导致纳米材料和纳米构造的物理、化学特性既不同于微观的原子、分子，也不同于宏观物体，从而把人们摸索自然、发明知识的能力延伸到介于宏观和微观物体之间的中间领域。在纳米领域发现新现象，结识新规律，提出新概念，建立新理论，为构筑纳米材料科学体系新框架奠定基本，也将极大丰富纳米物理和纳米化学等新领域的研究内涵。世纪之交高韧性纳米陶瓷、超强纳米金属等仍然
14、是纳米材料领域重要的研究课题；纳米构造设计、异质、异相和不同性质的纳米基元（零维纳米微粒、一维纳米管、纳米棒和纳米丝）的组合，纳米尺度基元的表面修饰改性等形成了当今纳米材料研究新热点，人们可以有更多的自由度按自己的的意愿合成具有特殊性能的新材料。运用新物性、新原理、新措施设计纳米构造原理性器件以及纳米复合老式材料改性正孕育着新的突破。本论文研究的目的是研究纳米SiO2Al2O3Fe2O3CuO电极的制备及性质,在纳米二氧化硅基涂层电极中掺杂某些特殊的金属或非金属元素，不仅可以变化涂层的电性能，并且也会影响涂层的电催化活性，稀土氧化物的添加，将在其内层半导体能带中引入深能级杂质能带，这种构造类似
15、于在半导体材料中添加硅，磷等杂质形成半导体能带，这些能带为电子的传播提供了一种能级教的的通道，有助于进一步改善电极材料的电性能。此外，稀土元素特殊的4f电子构造，使得稀土原子极易因极化发生形变，从而以填隙或置换的方式进入二氧化硅劲歌内部，在半导体材料内形成缺陷，如空位、空穴等，这些缺陷对电极材料性质的影响很大。已有研究表白，金属或非金属元素掺杂是一种简朴、经济而高效的改性途径；目前，有关稀土元素掺杂改性方面的文献报道重要为一种稀土元素掺杂，而两种或多种稀土元素共掺杂方面的报道尚少，本实验尝试掺杂稀土元素氧化铈、硝酸钴来改善纳米电极的敏捷度。第1章 绪论1.1纳米材料简介 纳米材料被誉为21世纪的新材料，纳米材料的物理化学性质不同于微观原子、分子，也不同于宏观物体，纳米介于宏观世界与微观世界之间1。纳米技术是在1-100nm尺度范畴内，研究电子、原子和分子运动规律与特性的一门新兴学科，其研究的目的是按人的意志，直接操纵电子、原子或分子，研制出人们所但愿的、具有特定功能特性的材料与制品2。纳米技术涵盖纳米材料、纳米电子和纳米机械等技术。目前可以实现的技术是纳米材料技术。纳米技术的浮现，无疑是现
