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2.7.1 金属氧氮化物的制备 19
2.7.2 红外反射性能研究 20
结 论 21
致 谢 23
参考文献24
1 绪论
1.1 引言
人类活动使环境受到了很大的影响，例如在温室效应方面，会影响到气候，最终会影响人类的生存，对于环境保护来说这是一个很危险的信号。自工业革命以来，煤、石油、天然气等资源被大量消耗，这些不可再生资源的日益减少也不利于人类的发展。因此，如何有效地利用资源和能源成了许多研究者的重点。而我们要做的就是研制出一类具有高红外反射性能的颜料来减低因红外辐射引起的室内温差或是减少室内的资源或能源的使用，进而达到能源和资源的节约。而我们要做的就是研制出一类具有高红外反射性能的颜料来减低因红外辐射引起的室内温差或是减少室内的资源或能源的使用，进而达到能源和资源的节约。
传统颜料分类可以从结构和组成上为有机颜料和无机颜料两大类。其中有机颜料包括偶氮颜料、色淀颜料、杂环颜料、酞青颜料、染料、荧光增白剂和荧光颜料等。而无机颜料包括金属的氧化物、铬酸盐、硫酸盐、硫化物、钼酸盐等盐类。从性能上来说，无机颜料的耐热性、耐候性和遮盖力都非常好，但是仍存在很多不足之处，例如相对密度较大、着色力比较低、色泽不够亮和色谱不齐全等。因此，就目前的研究进展来看，依旧缺乏能够减少资源和能源浪费和提高其利用率的颜料。
本课题的研究对象是金属氧氮化物纳米材料，由于其特殊的结构多样性、颜色可选性及组成，使得在各个领域均有较好应用，例如光伏、光热、光催化、光电耦合等。其中，主要原因是与电子能带结构有关。针对金属氧氮化物的优良特性，我们希望通过对这类物质进行的深入研究来寻找到缓解能源和资源浪费的方法。
1.1.1 金属氧氮化物的研究进展
金属氧氮化物的合成是由于电负性较小的三价氮元素取代了部分金属氧化物中电负性较大的二价氧元素，使得部分金属阳离子被还原，最新形成的M-N键相比于M-O键来说结合的更加牢固，使得与之前的晶体结构有了变化，而合成的新的金属氧氮化物会表现出不同于之前金属氧化物的性能，在光、电、磁、力学方面得到体现。因为金属化物的这些结构和性质，国内外已经有了很多关于金属氧氮化物方面的研究。近些年来，科研人员成功合成了具有d0电子结构的Ti4+，Zr5+，Ta5+，W6+等一系列的过渡金属的氧氮化物，还合成了具有d10电子结构的In3+，Sn4+，Ga3+的 一系列过渡金属的氧氮化物。Clarke等通过在高温下氨解的方法合成了SrTaO2N和BaTaO2N等氧氮化物，并且分析了其晶体结构[1]。在热性能研究方面，Rachel等合成了鉭铌氧氮化物[2]。在光学性能方面，Jansen等制备了CaTaO2N和LaTaO2N等金属氧氮化物[3]。在磁性材料方面，Cascales等制备了NdWO3.05N0.95和EuWO1.58N1.42[4]。在气敏元件应用上面，Picard等研究了含Cd和Ge的双金属氧氮化物薄膜[5]。在可见光吸收应用上面，Logvinovich研究了CaxLa1-xTiO2N随着x值的的变化，其在可见光的吸收能力上也随着变化[6]。目前在制备金属氧氮化物领域里，一般采用高温固相法来合成，但是由于高温固相法合成的氧化物颗粒太大，会导致在之后的氨解实验中所需要耗费的时间较长，并且金属氧化物不能够完全氮化，而本文的研究是以溶胶凝胶法和模板法为主来制备La2Ti2O7纳米粉体作为金属氧氮化物的原料，相对而言，这两种工艺比较简单，并且能够在实验条件能达到的情况下较短的时间内合成LaTiO2N粉体。之后对所得到的粉体进行红外性能测试，分析LaTiO2N能否具有良好的红外反射性能能够用在颜料涂料上面。