稀土钼(钨)酸盐三维多级结构自组装体的构筑及其物理化学性能研究

本项目拟以稀土钼(钨)酸盐类功能材料为主要研究对象，通过水热反应在螯合剂EDTA的辅助下构筑由不同构建单元形成的多种三维多级结构自组装体，获得一种简单易行、经济实用的可控制备技术或方法；揭示各种反应参数对材料结构和形貌的影响规律，阐明不同多级结构的形成机理，实现该类材料微纳米三维多级结构自组装体的可控制备；结合稀土元素的独特性质和多级结构自组装体的奇特构型，进一步提高材料的发光性能和开发其在其他领域(如催化和吸附)的潜在应用，并力图在微纳米尺度上揭示材料结构与性能的内在关系。

在螯合剂EDTA的辅助下，通过水热法成功地构建了一系列由不同构建单元形成的、具有不同形貌的稀土钼（钨）酸盐三维多级结构自组装体，分别为：具有橄榄球微结构的四方晶相的NaEu(MoO4)2、NaSm(MoO4)2和NaGd(MoO4)2；由2D纳米片自组装的、具有多层碟状和3D鸟巢状多级结构的Bi2WO6；由不同次级单元自组装形成的NaCe(MoO4)2 微米花、微米纺锤和微米球3D多级结构；具有可控暴露晶面的NaY(MoO4)2、NaHo(MoO4)2和NaTb(MoO4)2微晶；纯相La2(WO4)3微晶；NaLa(WO4)2单晶微米纺锤、微米平板、纳米晶、亚微米哑铃以及相互连接的挛微米球；刺球和三角心形状的LaCO3OH微结构。另外，以Ln(OH)CO3 (Ln=Y, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu)胶体球为自牺牲模板，NH4VO3为钒源，在不添加任何表面活性剂的情况下，成功获得了单分散的亚微米尺寸的稀土钒酸盐LnVO4 (Ln=Y, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu)空心球和Ln(OH)CO3@ LnVO4 (Ln=Y, Ho)的核壳结构。采用XRD、SEM、TEM和HRTEM等技术对所得材料的结构和形貌等进行了较为详尽的表征；比较系统地研究了各种反应条件（如EDTA的用量、反应温度和时间、pH值等）对材料结构和形貌的影响及其规律，实现了这些材料微纳米三维多级结构自组装体的可控制备；基于一系列时间依赖实验，探讨并提出了各种3D多级结构自组装体的可能形成机理；结合稀土元素的独特性质和所得3D多级结构自组装体的奇特构型，评价了所得材料的光致发光、吸附和光催化降解污染物罗丹明B等性能，并在微纳米尺度上基本揭示了材料结构与性能之间的内在关联。上述研究结果为稀土化合物尤其是稀土钼（钨）酸盐的进一步研发奠定了一定的理论和实验基础。