Ga2O3及ZrO2一維納米線的構(gòu)筑及其性能研究.pdf

1、隨著納米科技的發(fā)展，人們對新型半導(dǎo)體納米材料研究的進一步深入，發(fā)現(xiàn)金屬氧化物半導(dǎo)體納米材料具有一系列新穎的光學(xué)，電學(xué)以及熱學(xué)等特性。金屬氧化物半導(dǎo)體納米材料成為一種具有重要應(yīng)用前景的功能器件材料，成為納米材料研究的又一熱點。一維金屬氧化物半導(dǎo)體納米材料，具有一些新的特性，其研究具有更加重要的意義。由于靜電紡絲法具有技術(shù)簡單，高效無污染，成本低等優(yōu)點，所以本論文通過靜電紡絲技術(shù)和模板技術(shù)相結(jié)合的方法分別制備具有一維納米結(jié)構(gòu)的Ga2O3和Z

2、rO2纖維。
　　制備過程中，分別以硝酸鎵和硝酸鋯為原料，聚乙烯吡咯烷酮為模板，通過靜電紡絲的方法制備Ga2O3和ZrO2一維納米纖維。并利用X射線衍射分析(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、傅立葉變換紅外吸收光譜(FT-IR)、紫外-可見吸收/漫反射光譜(UV-Vis DRS)、熒光光譜(PL)等表征手段對納米纖維的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)進行表征，此外還對制備的納米材料在小分子檢測方面進行了研究。
　　在Ga2O3一維納米纖維的制備

3、過程中，考察了紡絲電壓，固化距離，煅燒溫度、升溫速率以及煅燒時間對產(chǎn)物Ga2O3一維納米纖維的形貌及晶相的影響。我們通過調(diào)節(jié)紡絲的電壓和固化距離，得到了最佳紡絲條件為18 kV18 cm。對前驅(qū)體復(fù)合纖維進行熱處理，得到了具有單斜相結(jié)構(gòu)的β-Ga2O3，并且隨著煅燒溫度的升高產(chǎn)物的晶化程度逐漸增強，但溫度改變并沒有使纖維晶相發(fā)生轉(zhuǎn)變。以RhB為目標降解物，考察不同溫度煅燒制備的β-Ga2O3一維納米纖維光催化性能。結(jié)果表明，煅燒溫度對β

4、-Ga2O3的催化性能有很大的影響，不同溫度煅燒制備的Ga2O3原料的催化活性由強到弱依次為:β-Ga2O3(800℃)＞β-Ga2O3(700℃)＞β-Ga2O3(900℃)＞β-Ga2O3(600℃)。此外，我們還研究了不同pH環(huán)境對催化活性的影響，結(jié)果表明，pH=8時催化效果最理想。最后對制備的Ga2O3半導(dǎo)體材料作為質(zhì)譜無機基質(zhì)檢測小分子方面進行研究，結(jié)果表明該方法制備的Ga2O3納米材料能夠應(yīng)用在質(zhì)譜小分子檢測方面。
　

5、　在ZrO2一維納米纖維的制備過程中，考察了聚合物用量，煅燒溫度對產(chǎn)物ZrO2一維納米纖維的形貌及晶相的影響，結(jié)果表明:前驅(qū)體纖維的直徑隨著聚合物用量的增加而增大，但是較小的用量易產(chǎn)生“珠串”結(jié)構(gòu)，而用量大又易發(fā)生阻塞，當PVP K-90用量為0.5000 g為最佳用量。低溫煅燒得到的是四方相，隨著溫度升高產(chǎn)生單斜相，并且隨著煅燒溫度的升高，單斜相的比例逐漸增大，當溫度升高到900℃和1000℃時，產(chǎn)物為純單斜相。最后我們對制備的ZrO