在水热条件下利用微胶束对TiO2纳米线阵列直径的精细调控

doi:10.3866/PKU.WHXB201509152

物理化学学报 >> 2015, Vol. 31 >> Issue (11): 2207-2212.doi: 10.3866/PKU.WHXB201509152

在水热条件下利用微胶束对TiO₂纳米线阵列直径的精细调控

杨杰^1,²,李玉禾^1,²,胡海龙^1,*()

¹ 西南科技大学分析测试中心,四川绵阳621010
² 西南科技大学国防科技学院,四川绵阳621010

收稿日期:2015-04-27 发布日期:2015-11-13
通讯作者: 胡海龙 E-mail:huhail@mail.ustc.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(40372030);国家级大学生创新创业训练项目基金(201210619021)

Finely Controlling the Diameter of the TiO₂ Nanowire Array by Micelles in the Reversed Micelle Reaction under Hydrothermal Condition

Jie. YANG^1,²,Yu-He. LI^1,²,Hai-Long. HU^1,*()

¹ Analytical and Testing Center, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, Sichuan Province, P. R. China
² School of National Defence Science and Technology, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, Sichuan Province, P. R. China

Received:2015-04-27 Published:2015-11-13
Contact: Hai-Long. HU E-mail:huhail@mail.ustc.edu.cn
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China(40372030);National College Students' InnovativeEntrepreneurial Training Project Foundation, China(201210619021)

摘要/Abstract

摘要：

通过探讨氧化钛纳米线阵列反应机制,建立了在水热条件下,氧化钛纳米线阵列在亲水掺铟氧化锡表面上由极性/非极性溶剂体系中形成的胶束内反应并生长的模型.并由此利用微胶束的尺寸限制作用,通过温度对微胶束尺寸进行调节,以及Cl^-离子的晶面限制效应,实现了在较大范围内对纳米线直径的调控.另外反应体系中极性与非极性溶液的比例的变化对纳米阵列的直径影响不大,因此可以认为在此反应体系中,氧化钛纳米线的直径主要受到微胶束的限域效应以及Cl^-离子的晶面限制效应影响.此方法可应用于其他相关氧化物纳米材料的尺寸控制合成中.

关键词: TiO₂纳米线阵列, 微胶束, 纳米线直径, Cl^-离子控制效应

Abstract:

We establish a model for growing titania nanowires arrays (TNAs) within micelles on the hydrophilic substrate of fluorine-doped tin oxide (FTO) in a reversed micelle reaction under hydrothermal conditions, and we discuss the mechanism that micelle size controlled the diameter in the TNAs growth progress. We produced TNAs with various diameters on FTO by adjusting the temperature, which changed the micelle size, and by using the crystal-plane suppressing effect of the Cl^- ion. The volume ratio of the polar/nonpolar solvent barely influenced the nanowire diameter during growth. Based on this result, thinner TNAs can be prepared by using the restricting effect of the micelles and the crystal-plane suppressing effect of the Cl^- ion. This method can also be used to synthesize other relative oxide nanomaterials.

Key words: TiO₂ nanowire array, Micelle, Diameter of nanowire, Cl^- ionic control effect

MSC2000:

O649

杨杰,李玉禾,胡海龙. 在水热条件下利用微胶束对TiO₂纳米线阵列直径的精细调控[J]. 物理化学学报, 2015, 31(11): 2207-2212.

Jie. YANG,Yu-He. LI,Hai-Long. HU. Finely Controlling the Diameter of the TiO₂ Nanowire Array by Micelles in the Reversed Micelle Reaction under Hydrothermal Condition[J]. Acta Phys. -Chim. Sin., 2015, 31(11): 2207-2212.

参考文献

1	Cao C. ; Hu C. ; Wang X. ; Wang S. ; Tian Y. ; Zhang H. Sensors and Actuators B: Chemical 2011, 156, 114.
2	Inaba M. ; Oba Y. ; Niina F. ; Murota Y. ; Ogino Y. ; Tasaka A. ; Hirota K. Journal of Power Sources 2009, 189, 580.
3	Kim H. S. ; Nguyen D. T. ; Shin E. C. ; Lee J. S. ; Lee S. K. ; Ahn K. S. ; Kang S. H. Electrochimica Acta 2013, 114, 159.
4	Liao M. Y. ; Fang L. ; Xu C. L. ; Wu F. ; Huang Q. L. ; Saleem ; M . Materials Science in Semiconductor Processing 2014, 24, 1.
5	Liu G. ; Zhang M. ; Zhang D. ; Gu X. ; Meng F. ; Wen S. ; Chen Y. ; Ruan S. Applied Surface Science 2014, 315, 55.
6	Yang H. Y. ; Cheng X. L. ; Zhang X. F. ; Zheng Z. K. ; Tang X. F. ; Xu Y. M. ; Gao S. ; Zhao H. ; Huo L. H. Sensors and Actuators B: Chemical 2014, 205, 322.
7	Cozzoli P. D. ; Kornowski A. ; Weller H. Journal of the American Chemical Society 2003, 125, 14539.
8	Nelson J. Current Opinion in Solid State and Materials Science 2002, 6, 87.
9	Sun L. ; Zuo J. ; Lai Y. K. ; Nie C. G. ; Lin C. J. Acta Phys. -Chim.Sin 2007, 23 (10), 1603.
9	孙岚; 左娟; 赖跃坤; 聂茶庚; 林昌建. 物理化学学报, 2007, 23 (10), 1603.
10	Han Y. ; Fan C. ; Wu G. ; Chen H. Z. ; Wang M. The Journal of Physical Chemistry C 2011, 115, 13438.
11	Kang S. H. ; Lee W. ; Kim H. S. Materials Letters 2012, 85 (74)
12	Kumar A. ; Madaria A. R. ; Zhou C. The Journal of Physical Chemistry C 2010, 114, 7787.
13	Liu B. ; Aydil E. S. Journal of the American Chemical Society 2009, 131, 3985.
14	Wang J. ; Zhang T. ; Wang D. ; Pan R. ; Wang Q. ; Xia H. Journal of Alloys and Compounds 2013, 551, 82.
15	Zhou Z. ; Tang H. ; Sodano H. A. ACS Applied Materials & Interfaces 2013, 5, 11894.
16	Zhou Z. J. ; Fan J. Q. ; Wang X. ; Zhou W. H. ; Du Z. L. ; Wu S. X. ACS Applied Materials & Interfaces 2011, 3, 4349.
17	Zhen W. ; Yu Y. ; Tao H. ; Aishui Y. Int. J. Electrochem. Sci 2011, 6, 1871.
18	Feng X. ; Shankar K. ; Varghese O. K. ; Paulose M. ; Latempa T. J. ; Grimes C. A. Nano Letters 2008, 8, 3781.
19	Jiang D. ; Hao Y. ; Shen R. ; Ghazarian S. ; Ramos A. ; Zhou F. ACS Applied Materials & Interfaces 2013, 5, 11906.
20	Kong E. H. ; Yoon Y. H. ; Chang Y. J. ; Jang H. M. Materials Chemistry and Physics 2014, 143, 1440.
21	Wei Z. ; Li R. ; Huang T. ; Yu A. Electrochimica Acta 2011, 56, 7696.
22	Zhang M. ; Li D. ; Zhou J. ; Chen W. ; Ruan S. Journal of Alloys and Compounds 2015, 618, 233.
23	Tong, J. G.; Wang, Y. P.; Su , Y. K. Fundamental of Thermo-technology; Shanghai Jiao Tong University Press: Shanghai, 2008: p 230.
23	童钧耕,王阳平,苏永康.热工基础.上海:上海交通大学出版社, 2008: 230.
24	Liu, G. Q.; Ma, L. X.; Liu, J. Chemical Property Data Sheet; Chemical Industry Press: Beijing, 2002: p 311.
24	刘光启,马连湘,刘杰.化学化工物性数据手册.北京:化学工业出版社, 2002: 311.
25	Fu, X. C.; Shen, W. X.; Yao, T. Y.; Hou, W. H. Physical Chemistry; Higher Education Press: Beijing, 2006: p 315.
25	傅献彩,沈文霞,姚天扬,候文华.物理化学.北京:高等教育出版社, 2006: 315.

[1]	查吴送, 张连萍, 文龙, 康嘉晨, 骆群, 陈沁, 杨上峰, 马昌期. 溶剂工程调控钙钛矿薄膜中PbI₂和PbI₂(DMSO)的形成[J]. 物理化学学报, 0, (): 2003022 -0 .
[2]	杨贻顺, 周敏, 邢燕霞. 基于γ-石墨炔分子磁隧道结对称性依赖的输运性质[J]. 物理化学学报, 0, (): 2003004 -0 .
[3]	林飞宇, 杨英, 朱从潭, 陈甜, 马书鹏, 罗媛, 朱刘, 郭学益. 湿空气下制备稳定的CsPbI₂Br钙钛矿太阳电池[J]. 物理化学学报, 0, (): 2005007 -0 .
[4]	刘弘禹, 孟钢, 邓赞红, 李蒙, 常鋆青, 代甜甜, 方晓东. VOCs分子的半导体型传感器识别检测研究进展[J]. 物理化学学报, 0, (): 2008018 -0 .
[5]	李开宁, 张梦曦, 欧小雨, 李睿娜, 李覃, 范佳杰, 吕康乐. 高活性氮化碳纳米片的制备策略[J]. 物理化学学报, 0, (): 2008010 -0 .
[6]	关黎明, 郭北斗, 贾鑫蕊, 谢关才, 宫建茹. 石墨烯膜质子传输巨大光效应的微观机理[J]. 物理化学学报, 0, (): 2007067 -0 .
[7]	卢岳, 葛杨, 隋曼龄. 紫外光辐照下CH₃NH₃PbI₃基钙钛矿太阳能电池失效机制[J]. 物理化学学报, 0, (): 2007088 -0 .
[8]	王天杰, 王耀伟, 陈宇辉, 刘建鹏, 史会兵, 郭丽敏, 赵志伟, 刘春太, 彭章泉. 锂-空气电池的实用化之路：规避二氧化碳负面效应[J]. 物理化学学报, 0, (): 2009071 -0 .
[9]	李艳, 胡星盛, 黄静伟, 王磊, 佘厚德, 王其召. 铁基多相助催化剂光电化学水氧化研究进展[J]. 物理化学学报, 0, (): 2009022 -0 .
[10]	梅子慧, 王国宏, 严素定, 王娟. 微波辅助快速制备2D/1D ZnIn₂S₄/TiO₂ S型异质结及其光催化制氢性能[J]. 物理化学学报, 2021, 37(6): 2009097 -0 .
[11]	费新刚, 谭海燕, 程蓓, 朱必成, 张留洋. 理论计算研究二维/二维BP/g-C₃N₄异质结的光催化CO₂还原性能[J]. 物理化学学报, 2021, 37(6): 2010027 -0 .
[12]	李嘉碧, 吴熙, 刘升卫. 表面氟化TiO₂空心光催化剂制备及其应用[J]. 物理化学学报, 2021, 37(6): 200903038 -0 .
[13]	邹广锐兴, 陈梓铭, 黎振超, 叶轩立. 蓝光钙钛矿发光二极管：机遇与挑战[J]. 物理化学学报, 2021, 37(4): 2009002 -0 .
[14]	许桂英, 薛荣明, 张默瑶, 李耀文, 李永舫. 基于吡嗪空穴传输层的合成及在p -i-n型钙钛矿太阳能电池中的应用[J]. 物理化学学报, 2021, 37(4): 2008050 -0 .
[15]	纪军, 刘新, 黄浩, 蒋皓然, 段明君, 刘本玉, 崔鹏, 李英峰, 李美成. 钙钛矿同质结太阳电池研究进展[J]. 物理化学学报, 2021, 37(4): 2008095 -0 .

在水热条件下利用微胶束对TiO₂纳米线阵列直径的精细调控

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