陽極氧化法制備SnO-,2-多孔納米帶花簇薄膜及其生長機理研究.pdf

1、SnO2是一種n-型半導(dǎo)體，因其具有獨特的氣敏、導(dǎo)電、透光等特性而被廣泛應(yīng)用在傳感器、鋰離子電池、太陽能電池和光催化等領(lǐng)域。如能通過調(diào)控和改善納米材料的尺度、形狀、微組織結(jié)構(gòu)、化學(xué)狀態(tài)、界面環(huán)境等因素，以獲得新的物理、化學(xué)、生物學(xué)等特性，或使這些性能提高、或進行控制，進而使材料實用化，對深入研究納米材料的性質(zhì)及應(yīng)用具有重要的意義。同時，大量實驗表明，一維納米材料，如納米線、納米帶、納米管等，由于它們的尺寸效應(yīng)和高比表面積而大大提高了材料

2、的物理性能，所以一維納米材料的研究越來越受到重視。近來，一維納米陣列薄膜的研究也成為了納米研究領(lǐng)域的熱點，本論文主要對SnO2納米帶陣列薄膜的制備及生長機理進行了深入研究。 陽極氧化法是一種傳統(tǒng)的表面處理技術(shù)。由于它的操作簡單，方便易行，效果顯著等優(yōu)點常常用于金屬表面的修飾、腐蝕防護等方面。自從在鋁的表面成功獲得了有序多孔納米氧化鋁薄膜以后，陽極氧化技術(shù)就成為了制備具有獨特物理和化學(xué)特性的納米金屬氧化物薄膜的一個重要手段。目前，

3、通過陽極氧化法的應(yīng)用，已成功制備多種金屬氧化物薄膜材料，例如Ti、Zn、W、Ta、Hf、 Zr、Nb、Sn等金屬的多孔或顆粒結(jié)構(gòu)氧化物薄膜；而一維納米帶狀結(jié)構(gòu)的SnO2陣列薄膜的制備研究還未見報道。本論文主要以陽極氧化技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合熱處理技術(shù)，成功制備了一種多孔的SnO2納米帶花簇陣列薄膜，有望用做氣敏器件、光催化及太陽能電池的半導(dǎo)體材料。 論文工作以檸檬酸為溶質(zhì)，二甲亞砜和水混合體為電解液，研究了金屬錫在各種陽極氧化條件下表

4、面形貌的變化，并探討了反應(yīng)機理。主要進行了以下工作：以錫箔為工作陽極，在陽極上獲得了SnO2的納米帶花簇狀前驅(qū)體陣列薄膜，前驅(qū)體樣品經(jīng)過熱處理后，前驅(qū)體由光滑的帶狀變成了多孔的SnO2納米帶。實驗中，采用XRD，SEM，TEM，F(xiàn)TIR和XPS等多種分析手段對樣品成分、結(jié)構(gòu)、鍵合方式等進行了全面的分析。采用控制變量法設(shè)計實驗，詳細研究了陽極氧化電壓、電解液濃度、混合溶劑比例、反應(yīng)時間等因素對納米帶花簇形貌的影響，并提出了合理的納米帶的生