铁酸盐系列纳米材料的室温固相化学合成及机理研究

研究利用简单方法合成纳米材料，探索其合成机理，对于纳米材料的研究及开发具有重要意义。本项目拟研究复合氧化物铁酸盐系列纳米材料的室温固相化学合成及合成机理，探讨反应物的分子结构及外加添加剂对反应及最终固相反应产物的组成、维度、尺寸、形貌的影响规律，探索室温固相化学反应合成纳米铁酸盐的机理，提出室温固相化学反应制备铁酸盐纳米材料的方法。本项目还拟将通过室温固相化学反应方法制备出的铁酸盐纳米材料制作成气敏元件，研究铁酸盐纳米材料的微观结构、形貌与其气敏性能之间的关系，以期找到具有较好气敏性能的铁酸盐纳米材料，为气敏传感器综合性能的提高提供理论基础。

一维和特殊形貌纳米材料的制备以及性能研究是当前纳米材料研究的前沿领域。利用简单、有效的方法合成尺寸可控、均匀、分散的一维以及具有特殊形貌的纳米材料，研究它们的特殊性能将促进纳米材料的研究以及应用。本项目采用简单方便的低热固相化学反应法合成了零维、一维以及具有特殊形貌的铁酸盐纳米材料，对这些样品的组成、晶体结构、尺寸及形貌进行了表征，探讨了反应物的分子结构及不同添加剂干涉反应过程对最终固相产物形貌的影响。将合成出的铁酸盐纳米材料制成气敏元件，测试了它们对于多种有毒、有害、易燃、易爆气体的敏感性能，考察了它们用于气体传感器敏感材料的可行性，扩展了气敏材料的研究范围。研究结果表明铁酸盐纳米材料具有较好的气敏性能，零维、一维、特殊形貌的铁酸锌、铁酸钴、铁酸铜等纳米材料具有较高的灵敏度，较好的选择性和快的响应恢复特性。经过贵金属以及稀土元素的掺杂可进一步改善材料的性能。该类铁酸盐纳米材料在检测有毒有害气体方面具有潜在的应用价值。该研究结果可为气敏材料改进和优化、为进一步研究开发出成本低廉、性能良好的微型气体传感器奠定理论基础。项目执行期间，发表SCI收录论文15篇，申请中国发明专利5件，培养研究生6名。