氧化鋅納米結(jié)構(gòu)的制備、表征及性能研究.pdf

1、在常見的半導(dǎo)體中，氧化鋅是少量擁有直接寬帶隙(Eg=3.37 eV)的半導(dǎo)體材料，并具有很多優(yōu)異的性能。室溫下具有大的激子結(jié)合能(60 meV)，因而它成為制作紫外激光器的備選材料之一;良好的光、電性能，使其在太陽能電池、傳感器、光催化等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。而納米材料由于尺度的因素，其結(jié)構(gòu)具有一些不同于體材料的特殊效應(yīng)，如量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子隧穿效應(yīng)、庫侖堵塞效應(yīng)，以及介電限域效應(yīng)等。因此研究制備各式各樣的氧化鋅

2、納米材料并研究其性能具有重要的意義。本論文分別采用水熱法與化學(xué)氣相沉積法合成了不同形貌的氧化鋅納米材料，主要內(nèi)容如下:
　　 (1)水熱法合成分級介孔氧化鋅微球
　　 采用簡單的水熱法，以硝酸鋅、尿素和酒石酸為反應(yīng)原料，先制備了球狀的前驅(qū)體堿式碳酸鋅，然后通過煅燒前驅(qū)體制得了介孔氧化鋅微球。并對合成的樣品進(jìn)行了如下表征:SEM、XRD、TEM、UV-vis、BET等。結(jié)果表明介孔氧化鋅微球由大量的納米片組裝而成，微球的直

3、徑約為2-4μm。SEM、 TEM結(jié)果都顯示大量不規(guī)則的小孔隨機(jī)分布在構(gòu)成微球的納米片上，且納米片的結(jié)晶度良好。BET結(jié)果表明，介孔氧化鋅的比表面積為29.8 m2/g，納米片上小孔的直徑范圍在20-50 nm。通過改變實(shí)驗(yàn)條件，研究了反應(yīng)時(shí)間、表面活性劑及反應(yīng)溫度對產(chǎn)物形貌的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，表面活性劑對產(chǎn)物形貌的形成起著決定性的作用。
　　 (2)分級介孔氧化鋅微球的光催化性能
　　 在紫外光照射下，將合成的介孔氧

4、化鋅微球作為光催化劑，對亞甲基藍(lán)溶液進(jìn)行降解。光催化實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，初始濃度為1.0×10-5 mol/L的亞甲基藍(lán)溶液在介孔氧化鋅微球的催化下，在100 min內(nèi)全部降解，降解效果比商業(yè)氧化鋅和二氧化鈦更好。
　　 (3)化學(xué)氣相沉積法制備氧化鋅納米結(jié)構(gòu)
　　 采用化學(xué)氣相沉積法，以石墨粉和氧化鋅粉末為原料，工業(yè)氮?dú)鉃檩d流氣，在不同反應(yīng)條件下合成了氧化鋅納米帶、納米線和納米針以及板栗狀Zn-ZnO微球。并對氧化鋅納米結(jié)構(gòu)