Tổng hợp SnO2 nano cấu trúc xốp với hình dạng được kiểm soát qua quá trình chuyển biến bảo tồn hình thái từ tiền chất SnC2O4

Nano-Micro Letters - Tập 3 - Trang 34-42 - 2011
Qihua Wang1, Dewei Wang1,2, Tingmei Wang1
1State Key Laboratory of Solid Lubrication, Lanzhou Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou, People's Republic of China
2Graduate School of Chinese Academy of Sciences, Beijing, People’s Republic of China

Tóm tắt

Cấu trúc nano SnO2 xốp với hình dạng được kiểm soát đã được tổng hợp bằng một phương pháp chuyển đổi hình thái bảo tồn đơn giản từ tiền chất SnC2O4. Các cấu trúc nano SnC2O4 được xác định tốt có thể đạt được thông qua một quá trình kết tủa dựa trên dung dịch ở điều kiện môi trường mà không cần bất kỳ chất hoạt động bề mặt nào. Cơ chế hình thành của các cấu trúc vi mô này được đề xuất tạm thời dựa trên cấu trúc tinh thể nội tại và điều kiện phản ứng. Chúng tôi đã phát hiện rằng hình thái của tiền chất được duy trì tốt trong khi nhiều lỗ rỗng được hình thành trong quá trình quay. Các kỹ thuật kết hợp như nhiễu xạ tia X, hấp thụ-desorption nitơ, hiển vi điện tử quét phát xạ trường, và hiển vi điện tử truyền qua (độ phân giải cao) được sử dụng để đặc trưng các sản phẩm SnO2 đã chuẩn bị. Hơn nữa, nghiên cứu voltammetry tuần hoàn (CV) cho thấy rằng hình dạng của CV biểu thị một phản ứng dòng điện giống như hình ảnh gương hình chữ nhật với đường dòng không rõ mà không có các đỉnh redox rõ ràng, điều này chỉ ra hành vi cực kỳ điện dung của các điện cực SnO2. Nghiên cứu phổ photoluminescence (PL) cho thấy rằng các cấu trúc nano SnO2 xốp có thể chứa một số lượng lớn các khuyết tật, khoảng trống oxy và sự rối loạn mạng cục bộ tại bề mặt giao diện, bên trong và bên ngoài.

Từ khóa

#SnO2 #cấu trúc nano xốp #chuyển biến hình thái #điện cực điện dung #photoluminescence

Tài liệu tham khảo

E. N. Dattoli, Q. Wan, W. Guo, Y. B. Chen, X. Q. Pan and W. Lu, Nano Lett. 7, 2463 (2007). http://dx.doi.org/10.1021/nl0712217 Y. Idota, T. Kubota, A. Matsufuji, Y. Maekawa and T. Miyasaka, Science 276, 1395 (1997). http://dx.doi.org/10.1126/science.276.5317.1395 S. Gubbala, V. Chakrapani, V. Kumar and M. K. Sunkara, Adv. Funct. Mater. 18, 2411 (2008). http://dx.doi.org/10.1002/adfm.200800099 A. Heilig, N. Barsan, U. Weimar, M. Schweizer-Berberich, J. W. Gardner and W. Gopel, Sens. Actuators B 43, 45 (1997). http://dx.doi.org/10.1016/S0925-4005(97)00096-8 X. G. Han, M. S. Jin, S. F. Xie, Q. Kuang, Z. Y. Jiang, Y. Q. Jiang, Z. X. Xie and L. S. Zheng, Angew. Chem. Int. Ed. 48, 9180 (2009). http://dx.doi.org/10.1002/anie.200903926 H. G. Yang and H. C. Zeng, Angew. Chem. Int. Ed. 43, 5930 (2004). http://dx.doi.org/10.1002/anie.200461129 L. Vayssieres and M. Graetzel, Angew. Chem. Int. Ed. 43, 3666 (2004). http://dx.doi.org/10.1002/anie.200454000 B. Cheng, J. M. Russell, W. S. Shi, L. Zhang and E. T. Samulski, J. Am. Chem. Soc. 126, 5972 (2004). http://dx.doi.org/10.1021/ja0493244 M. S. Park, G. X. Wang, Y. M. Kang, D. Wexler, S. X. Dou and H. K. Liu, Angew. Chem. Int. Ed. 46, 750 (2006). http://dx.doi.org/10.1002/anie.200603309 S. Mathur, S. Barth, H. Shen, J. C. Pyun and U. Werner, Small 1, 713 (2005). http://dx.doi.org/10.1002/smll.200400168 M. Law, H. Kind, B. Messer, F. Kim and P. D. Yang, Angew. Chem. Int. Ed. 41, 2405 (2002). http://dx.doi.org/10.1002/1521-3773(20020703)41:13<2405::AID-ANIE2405>3.0.CO;2-3 X. W. Lou, Y. Wang, C. L. Yuan, J. Y. Lee and L. A. Archer, Adv. Mater. 18, 2325 (2006). http://dx.doi.org/10.1002/adma.200600733 Q. R. Zhao, Y. Gao, X. Bai, C. Z. Wu and Y. Xie, Eur. J. Inorg. Chem. 1643 (2006). http://dx.doi.org/10.1002/ejic.200500975 Y. Wang, H. C. Zeng and J. Y. Lee, Adv. Mater. 18, 645 (2006). http://dx.doi.org/10.1002/adma.200501883 Z. H. Wen, Q. Wang, Q. Zhang and J. H. Li, Adv. Funct. Mater. 17, 2772 (2007). http://dx.doi.org/10.1002/adfm.200600739 G. J. D. Soler-illia, C. Sanchez, B. Lebeau and J. Patarin, Chem. Rev. 102, 4093 (2002). http://dx.doi.org/10.1021/cr0200062 T. Waltz, B. Becker, T. Wagner, T. Sauerwald, C. D. Kohl and M. Tiemann, Sens. Actuators B 150, 788 (2010). http://dx.doi.org/10.1016/j.snb.2010.08.001 J. F. Ye, H. J. Zhang, R. Yang, X. G. Li and L. M. Qi, Small 6, 296 (2010). http://dx.doi.org/10.1002/smll.200901815 J. H. Ba, J. Polleux, M. Antonietti and M. Niederberger, Adv. Mater. 17, 2509 (2005). http://dx.doi.org/10.1002/adma.200501018 L. Jin, L. P. Xu, C. Morein, C. H. Chen, M. Lai, S. Dharmarathna, A. Dobley and S. L. Suib, Adv. Funct. Mater. 22, 3373 (2010). http://dx.doi.org/10.1002/adfm.201001080 Y. L. Wang, X. C. Jiang and Y. N. Xia, J. Am. Chem. Soc. 125, 16176 (2003). http://dx.doi.org/10.1021/ja037743f J. R. Huang, K. Yu, C. P. Gu, M. H. Zhai, Y. J. Wu, M. Yang and J. H. Liu, Sens. Actuators B 147, 467 (2010). http://dx.doi.org/10.1016/j.snb.2010.03.085 C. Yu, L. Zhang, J. Shi, J. Zhao, J. Gao and D. Yan, Adv. Funct. Mater. 18, 1544 (2008). http://dx.doi.org/10.1002/adfm.200701052 H. Sun, S. Z. Kang and J. Mu, Mater. Lett. 61, 4121 (2007). http://dx.doi.org/10.1016/j.matlet.2007.01.034 C. K. Xu, G. D. Xu, Y. K. Liu, X. L. Zhao and G. H. Wang, Scripta Mater. 46, 789 (2002). http://dx.doi.org/10.1016/S1359-6462(02)00077-5 H. Sun, S. Z. Kang and J. Mu, J. Dispersion Sci. Technol. 30, 466 (2009). http://dx.doi.org/10.1080/01932690802548916 L. Y. Jiang, X. L. Wu, Y. G. Guo and L. J. Wan, J. Phys. Chem. C 113, 14213 (2009). http://dx.doi.org/10.1021/jp904209k Y. P. Fang, A. W. Xu, L. P. You, R. Q. Song, J. C. Yu, H. X. Zhang, Q. Li and H. Q. Liu, Adv. Funct. Mater. 13, 955 (2003). http://dx.doi.org/10.1002/adfm.200304470 J. Tang and A. P. Alivisatos, Nano Lett. 6, 2701 (2006). http://dx.doi.org/10.1021/nl0615930 D. W. Wang, Q. H. Wang, T. M. Wang, Nanotechnology 22, 135604 (2011). http://dx.doi.org/10.1088/0957-4484/22/13/135604 D. B. Zhang, L. M. Qi, J. M. Ma and H. M. Cheng, Cryst. Eng. Comm. 4, 536 (2002). doi:10.1039/b207956a M. S. Wu, H. H. Hsieh, Electrochim. Acta. 53, 3427 (2008). Z. R. Dai, Z. W. Pan, Z. L. Wang, Adv. Funct. Mater. 13, 9 (2003). http://dx.doi.org/10.1002/adfm.200390013