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納米材料由于具有良好的表面和界面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)及宏觀隧道效應(yīng),在多個領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。納米材料的組成結(jié)構(gòu)、尺寸和形貌特征等因素對其性質(zhì)具有顯著影響。通過不同工藝的形貌控制可選擇性地合成出四面體、立方體、納米棒、納米線、納米盤以及三棱柱等不同形狀的納米金屬粒子,而具有各種特別的花狀結(jié)構(gòu)的納米材料顯示出與一般納米材料不同的優(yōu)異的物理化學(xué)性能,成為新的研究熱點。

貴金屬電催化劑Pt及其合金化合物在質(zhì)子交換膜燃料電池及電解水制氫等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用,但貴金屬Pt的高價格激發(fā)了降低燃料電池等裝置中Pt用量的研究。調(diào)節(jié)電催化鉑的形貌就是其中最重要的方法。有研究表明:通過電化學(xué)沉積及欠電位沉積合成的納米花結(jié)構(gòu)Pt電催化劑具有高的比表面積和電化學(xué)活性面積。在電勢為 -0.2～1.5V范圍內(nèi),納米花結(jié)構(gòu)Pt催化劑在吸脫附氫電勢區(qū)域內(nèi)的電流強度遠高于普通Pt納米球顆粒,而且納米花結(jié)構(gòu)Pt電催化劑的電化學(xué)活性面積高達76.1cm²/mg。例如,鉑納米花的合成提高了葡萄糖中血糖的檢測效果,由于其較強的電化學(xué)性能,使葡萄糖迅速氧化,電流響應(yīng)迅速增強,從而使可檢測的最低葡萄糖濃度降為2μmol/L。花狀鉑納米結(jié)構(gòu)的優(yōu)良性能使其在燃料電池、生物分析、表面增強拉曼以及催化等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。另外,以葡萄糖為還原劑,以特定的表面活性劑為保護劑,在低溫水熱的條件下,也可以合成鉑納米花。這種綠色化學(xué)制備方法所得的納米花比較穩(wěn)定,并具有很好的電催化性能。

ZnO₂在光催化領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。研究表明,具有納米花結(jié)構(gòu)的ZnO2具有很高的光催化效率。高分辨透射電子顯微鏡顯示,在合成ZnO₂納米花的過程中,能夠形成明顯的ZnO₂-Pt異質(zhì)結(jié)構(gòu)及Pt(100)晶面,這種ZnO₂-Pt異質(zhì)納米花結(jié)構(gòu)除了具有與商業(yè)TiO₂光催化劑相當(dāng)?shù)墓獯呋释?還具有良好的乙基紫羅蘭光降解活性。據(jù)報道,采用水熱法可制備花形納米氧化鋅粉。掃描電鏡表明,這種納米氧化鋅粉形貌為短柱狀組成的花形,其中短柱狀的氧化鋅的直徑為150～250nm,長度為250～600nm,短柱的頂端為六角柱形。另據(jù)報道,采用熱液法也可在氧化鈦基片上制備氧化鋅的花狀結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)在色素增感太陽能電池中的能量轉(zhuǎn)換效率可達1.26%。用熱液法制備的氧化鐵納米花狀結(jié)構(gòu)還可以應(yīng)用在鋰離子電池中,充當(dāng)鋰離子電池正極材料。此外,氧化鋅納米花在半導(dǎo)體材料、橡膠添加劑、氣體傳感器、紫外線遮蔽材料和變壓器等諸多方面也得到了應(yīng)用。

另據(jù)報道,通過可控溶劑熱法,利用乙二胺作為模板制備出花形硫化鎘(CdS)納米結(jié)構(gòu),由于其較大的比表面積,這種結(jié)構(gòu)的光催化性能要遠優(yōu)于其它CdS材料。