纳米复合金属氧化物的制备及应用(2)
3.2 Co3O4@Fe2O3样品的制备 10
3.3 Co3O4@Fe2O3样品的表征 11
3.3.1 Co3O4@Fe2O3的SEM表征 11
3.3.2 Co3O4@Fe2O3的EDS表征 12
3.3.3 Co3O4@Fe2O3的XRD表征 14
3.4 本章小结 15
4 Co3O4@Fe2O3对AP催化性能的研究 16
4.1高氯酸铵（AP）的热分解原理 16
4.2 AP催化实验 16
4.2.1实验所需药品及设备 16
4.2.2实验步骤 17
4.2.4实验结果与讨论 17
4.3本章小结 19
5 结论 20
致 谢 21
参考文献22
1 绪论
1.1研究背景和意义
纳米材料是如今发展势头最好的一类材料，由于其是由纳米级的基本单元构成的材料，相对于一般的材料具有一些特别的功能，并且在一般材料具有的功能上更加优秀。通过研究发现，纳米材料的特殊性质主要取决于其所具有的量子尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应、小尺寸效应等效应。
随着对纳米材料的不断研究，以及一系列的纳米材料进入了生产生活中。人们对纳米材料的性能提出了更高的要求。单一物质纳米微粒体系的性能具有一定的局限性，而两种或两种以上的纳米微粒构成的体系往往具有更好的性能。将两种及两种以上的材料在纳米尺度上进行复合或包覆形成纳米尺度的有序组装，是更高层次的复合纳米结构。单一纳米结构体系的材料相对这种复合型纳米结构材料往往在性能上处于劣势。目前，随着复合纳米材料的兴起，由于核壳型纳米复合材料具有性能可调性从而被人们广泛的关注。
核壳型纳米复合材料是一种将一层或多层均匀纳米薄膜包覆在纳米级的球型颗粒上的复合多相结构，核与壳之间是通过物理或化学作用相互连接的[1]。其中无机-无机核壳纳米材料，是核壳纳米材料中重要的一个分支。由于具有特殊的几何结构，无机-无机核壳结构的复合纳米材料在光、电、光电、磁和催化等性质上具有单一组分纳米材料所没有的特点，因而受到广泛的关注。其中水热法、溶剂热法、物理气相沉积法、溶胶凝胶法是制备无机-无机型核壳结构复合材料的主要方法。其中溶胶凝胶法由于其具有低温、低成本、设备简单、均一性较高等优点而受到国内外学者的广泛关注。
另外，纳米复合材料最催化领域有着重要的作用。在化学反应里能改变反应物的化学反应速率（既能提高也能降低），而本身的物理化学性质在反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂（也叫触媒）。据统计，约有80%~85%的化工生产过程中使用过催化剂，如氨、硫酸、硝酸的合成，乙烯、丙烯的聚合等。催化剂有各种不同的形态，在这里我们研究的是一种固态催化剂。 大家都知道物质之间的反应速率与几个因素有关，温度，浓度，压强，催化剂，反应接触面积。接触面积是其中很重要的因素，在很多化学反应中人们通常使用的都是固体颗粒催化剂，这种催化剂很容易获得，但是他们反应的接触面积就是催化剂的外表面积，并且可能逐渐变小。这样的催化渐渐不能满足人们的需求，所以有人发明了蓬松的多孔固体催化剂，这样反应的接触面积就大大增加。然而，随着技术的进步，以及纳米技术的快速发展和应用，人们进入了纳米时代。物质的反应就是千千万万个微小粒子之间的反应，于是人们发现还能进一步提高其催化能力，就是在孔壁上增加许多纳米级的孔洞，让反应物也能在这些纳米级孔洞中发生反应。 在多孔催化材料中，过渡金属氧化物是一种重要的催化剂，具有很好的物理化学性质，这是因为它们具有相互连通的多孔结构,更高的比表面积,较强的氧化还原能力,以及良好的催化性能。三文有序大孔（3DOM）材料具有孔径均一、排列有序和孔间贯通的独特结构，近年引起广泛关注。这种三文有序大孔（3DOM）结构使得其内部空间得到了充分的利用。在很多年前就已经制备出了这种3DOM结构的催化剂，当时使用的方法是利用模板法来使其内部拥有规则的孔状结果。一般的制备过程包括以下3个步骤，如图1.1所示[2]。首先将单分散的微球堆积在一起形成三文有序排列的交替晶体，结构类似于天然蛋白石（天然SiO2胶体）。其次，将前驱液填充满胶体晶体的间隙，前驱体会在其中发生沉淀，溶胶凝胶，聚合等过程，从而转化成骨架[3]。最后将微球除去得到我们所需的3DOM结构材料。
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