ZnO、TiO2及ZnMoO4微-納米材料的控制合成及其性能研究.pdf

1、在充滿挑戰(zhàn)和機(jī)遇的21世紀(jì)，環(huán)境、信息、能源、生物技術(shù)、國防和先進(jìn)制造技術(shù)的高速發(fā)展必然對材料提出新的需求，元件發(fā)展的小型化、智能化、高集成化、存儲高密度化等趨勢對材料的尺寸提出了更高的要求，而無機(jī)微納米材料的出現(xiàn)將會滿足這些新的要求。因為形貌、尺寸和結(jié)構(gòu)等因素對無機(jī)材料的特性及應(yīng)用具有十分的重要影響，以簡易、經(jīng)濟(jì)的方法合成微納米材料，實現(xiàn)對其結(jié)構(gòu)、生長方向、維度、尺寸、組成的調(diào)控，是實現(xiàn)其規(guī)?；a(chǎn)及應(yīng)用的關(guān)鍵。
　　 小兒熱

2、性驚厥ZnO、納米TiO2和ZnMoO4在無機(jī)功能材料中均具有重要的地位，有選擇、控制地合成分散性好、形貌特定的無機(jī)功能材料，并探索其性能具有重要的理論和實踐意義。本論文主要目的是通過改變反應(yīng)條件或輔助劑種類控制合成一定形貌、結(jié)構(gòu)的納米ZnO、ZnO/TiO2復(fù)合材料、ZnMoO4微晶，研究實驗條件對其微觀結(jié)構(gòu)的影響及其生長機(jī)理，分別探討其光學(xué)性能、光催化性能與光致發(fā)光性能。具體研究內(nèi)容如下:
　　 一、復(fù)合溶劑熱法合成簇球狀結(jié)

3、構(gòu)納米ZnO
　　 通過改變復(fù)合溶劑中乙二醇/水的比例，控制合成具有六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)的ZnO納米簇球。產(chǎn)物尺寸均勻，分散性良好。溶劑中乙二醇/水比例對產(chǎn)物的形貌、尺寸有重要影響，應(yīng)溫度對納米ZnO的粒徑影響是一個交替變化的過程，延長反應(yīng)時間至12h以后，產(chǎn)物粒徑幾乎不變。簇球結(jié)構(gòu)成長過程符合由成核、生長到組裝，最終聚集生成ZnO納米簇球的機(jī)制。簇球狀納米ZnO的紫外最大吸收峰（λmax）比體相ZnO的吸收峰位發(fā)生輕微的紅移。光致發(fā)

4、光的發(fā)射峰分別為位于414nm附近的紫色光發(fā)射峰和位于466nm附近的藍(lán)色光發(fā)射峰。粒徑尺寸較小的ZnO納米簇球，具有更好的紫外催化效能。
　　 二、TiO2/ZnO納米復(fù)合材料的制備及其光催化性能研究
　　 采用電化學(xué)陽極氧化法，在F-存在下制得形貌規(guī)整、排列有序的中空TiO2納米管材料，以此為基片在水熱條件下，進(jìn)一步制備結(jié)構(gòu)清晰的核-殼結(jié)構(gòu)的TiO2/ZnO納米復(fù)合材料。由XRD分析確定所得TiO2/ZnO納米復(fù)合材

5、料的晶型良好，經(jīng)復(fù)合的核-殼結(jié)構(gòu)TiO2/ZnO納米材料對太陽光的利用率有所提高，且光催化性能較單一的TiO2、ZnO納米材料更高。鋅含量對TiO2/ZnO納米復(fù)合材料的光催化活性也有較大影響，這對調(diào)整溶劑鋅含量，優(yōu)化產(chǎn)物光催化性能具有重要意義。實驗結(jié)果表明，TiO2/ZnO納米復(fù)合材料光催化甲基橙溶液的最適初始pH為3。
　　 三、形貌可控的ZnMoO4微晶的制備
　　 分別以CTAB、SDS、PVP-K30、作為輔助