Shapes, Structures Control and Properties of Nano/Micro Particles of Transition Metals Fe, Co, Ni and Cu

纳微金属材料在催化、气敏、电磁等领域具有广阔的应用前景。发展高效的合成方法，并探索其生长过程，进而实现对纳微金属材料形貌和结构的调控，对于系统研究金属纳微材料与性能的关系，最终使其进入应用领域具有重要意义。本论文以Fe、Co、Ni和Cu四种过渡金属为研究对象，开展了液相法调控其形貌和结构的研究，并对材料形貌、结构与性能之间的关系进行了有益的探索。主要包括以下几方面内容： 1. 采用溶剂热反应，通过多元醇还原制备了纳/微复合等级结构Co。合成的Co颗粒在微米尺度下表现为六边形和Wulff多面体的规则形貌，在纳米尺度下其表面为纳米片组装成的“花状”结构。所得纳/微复合等级结构Co在催化丙三醇氢解制丙二醇中显示了较好的催化性能。 2. 采用水热反应，通过葡萄糖还原制备了纳微空心Cu2O八面体，研究了实心Cu2O八面体空心化过程，并进一步发展了八面体空心化过程，获得了Cu2O空心球。考察了不同形貌Cu2O可见光催化降解对硝基苯酚的活性，结果表明空心Cu2O八面体具有最高的催化活性。 3. 采用溶剂热反应，通过多元醇还原制备了微米级立方体“介晶”Cu，通过调控反应条件可对其表面微观结构进行调控。所制备“介晶”Cu具有较好的导电性能，可用做导电浆料填充材料。 4. 开发了一种孔蚀法制备纳微空心金属颗粒的新方法。通过控制腐蚀条件使实心纳微金属颗粒在含FeCl3的溶液介质中发生“孔蚀”，得到了表面小孔、内部中空的纳微金属颗粒。这种方法应用在Fe、Co、Ni和Cu颗粒中，成功获得了它们的空心颗粒。对“孔蚀”后羰基Fe粉的电磁性能测试表明，“孔蚀”后羰基Fe粉电磁性能较“孔蚀”前有很大提高。 5. 采用溶剂热反应，通过多元醇还原制备了一种“片花”状Ni，其在催化对硝基苯酚加氢中显示了较纳米Ni更高的催化活性。溶剂热条件下通过水合肼还原制备了“棒状”Fe，其表现了很好的电磁性能