ZnO納米陣列的制備、改性及性能研究.pdf

1、新能源的開(kāi)發(fā)以及環(huán)境治理是解決能源短缺與環(huán)境惡化的主要手段，開(kāi)發(fā)治理成本高以及開(kāi)發(fā)治理效果不明顯仍是面臨的主要問(wèn)題。因此找到一種低成本的制備工藝和材料來(lái)有效的開(kāi)發(fā)新能源以及治理環(huán)境具有實(shí)際的研究?jī)r(jià)值。本文采用水熱法、化學(xué)浴以及光化學(xué)沉積法三種低成本的制備方法來(lái)制備ZnO納米陣列及其復(fù)合陣列，期望能夠?yàn)楹罄m(xù)進(jìn)一步低成本應(yīng)用提供一個(gè)參考。本文研究?jī)?nèi)容主要包括以下三個(gè)方面:
　　(1)采用水熱法，以硝酸鋅為鋅源、六亞甲基四胺(HMTA)

2、為OH-源、聚乙烯亞胺(PEI)為添加劑、蒸餾水為溶劑，在FTO導(dǎo)電玻璃基底上制備ZnO納米陣列，系統(tǒng)研究了不同制備條件對(duì)合成ZnO納米陣列的影響。結(jié)果表明，隨著種子層溶液濃度增大，ZnO納米陣列高度以及直徑逐漸降低，垂直取向度逐漸增大，規(guī)整度增加;當(dāng)Zn2+/HMTA摩爾濃度比逐漸增大時(shí)，納米陣列高度逐漸降低，直徑呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，當(dāng)摩爾比為5∶5時(shí)，其光學(xué)禁帶值與理論值接近為3.2 eV;隨著前驅(qū)體溶液濃度增加，納米陣列直徑和高度

3、呈逐漸增大的趨勢(shì)，透射率逐漸降低，當(dāng)前驅(qū)體溶液濃度為50和75 mM時(shí)，ZnO納米陣列由六棱柱針狀變向圓錐狀轉(zhuǎn)變;當(dāng)反應(yīng)溫度增加時(shí)，納米陣列直徑和高度逐漸增大，透射率逐漸降低，并隨著溫度增加缺陷增多。當(dāng)Zn2+/HMTA濃度摩爾比為5∶5，前驅(qū)體溶液濃度為25 mM，反應(yīng)溫度增加為90℃時(shí)制備的ZnO納米陣列，結(jié)晶性、規(guī)整度相對(duì)最好。
　　(2)采用化學(xué)水浴法，以硝酸銅為銅源、酒石酸鉀鈉(PSTT)為絡(luò)合劑、氫氧化鈉和碳酸鈉為堿性

4、介質(zhì)、甲醛為還原劑、蒸餾水為溶劑，在ZnO納米陣列基底上制備刺突狀CuO納米顆粒，研究了不同制備條件對(duì)合成刺突狀CuO/ZnO納米陣列的影響。結(jié)果表明:當(dāng)絡(luò)合劑PSTT濃度逐漸增大時(shí)，在ZnO納米陣列表面覆蓋的CuO納米顆粒逐漸增多，顆粒直徑也隨之增加，復(fù)合陣列透射率逐漸增加;當(dāng)還原劑量逐漸增加時(shí)，ZnO納米陣列表面覆蓋CuO納米粒子量逐漸減少，顆粒直徑也逐漸降低，透射率透射率逐漸增加。當(dāng)PSTT濃度為2.6 mM、甲醛量為0.125％

5、 v/v時(shí)制備的CuO/ZnO納米異質(zhì)結(jié)相對(duì)于純ZnO納米陣列在紫外光照射下表現(xiàn)出優(yōu)異的光催化性能，對(duì)MO溶液降解率達(dá)到92.8％;同時(shí)在紫外可見(jiàn)光范圍內(nèi)其吸收邊從380延伸至560 nm左右。
　　(3)采用光化學(xué)沉積法，以硝酸銅為銅源、蒸餾水為溶劑，在ZnO納米陣列端部制備花朵狀CuO納米粒子團(tuán)簇結(jié)構(gòu)，研究了不同制備條件對(duì)合成花朵狀CuO/ZnO納米異質(zhì)結(jié)的影響。結(jié)果表明:當(dāng)紫外光強(qiáng)度逐漸增大，陣列端部CuO納米粒子團(tuán)簇逐漸由