一維納米材料的制備及其光電特性研究.pdf

1、近些年來，環(huán)境污染已經成為人類面臨的最主要問題之一，嚴重威脅著人類的生存與發(fā)展。半導體光催化劑在降解有機污染物方面有著優(yōu)越的性能，因此引起了人們的廣泛關注。特別是一維半導體納米材料具有良好的電子傳輸特性和較大的比表面積，使其在光電方面表現(xiàn)出一些獨特的性質。不僅在太陽能電池和光電器件方面，在光催化劑領域也表現(xiàn)出了廣闊的應用前景。本文利用微波輔助化學水溶液法在氧化銦錫(ITO)/F摻雜SnO2(FTO)玻璃襯底上制備了結晶性良好的一維ZnO

2、納米線陣列，并對其疏密程度進行了調控。這些納米線陣列表現(xiàn)出優(yōu)異的光催化性能，經過多次重復利用后其催化效果基本保持不變;采用脈沖激光沉積技術對ZnO納米線進行表面包裹，成功制備了一維ZnO@TiO2納米復合結構，可有效擴大這些納米線的表面積，增加其電荷分離效率。主要創(chuàng)新工作如下:
　　(1)利用微波輔助水溶液化學法在氧化銦錫(ITO)/F摻雜SnO2(FTO)玻璃襯底上制備了形貌均勻、結晶性良好的一維ZnO納米線陣列。采用自制的連續(xù)

3、滴加溶液裝置，在較短時間內可以合成超長ZnO納米線陣列。通過對其生長參數(shù)的調節(jié)可以合成不同疏密程度的ZnO納米線陣列，為進一步實現(xiàn)對ZnO納米線陣列的包裹提供了可能性。
　　(2)對形貌均勻、結晶性良好和疏密程度適當?shù)囊痪SZnO納米線陣列進行了紫外光催化性能研究。在紫外光照射下，該陣列具有優(yōu)良的催化性能。并且該樣品回收簡單，重復利用效果優(yōu)良，多次重復利用后，樣品的催化效果基本保持不變。將重復利用7次后的樣品用SEM進行形貌表征，與

4、催化前的形貌相比基本沒有發(fā)生變化，說明樣品依然還可以重復使用多次。一維納米材料良好的電子傳輸性能和較大的比表面積使其具有優(yōu)良的光催化性能。良好的催化性能和穩(wěn)定性，使其具有較大的潛在應用價值。
　　(3)利用脈沖激光沉積技術對制備出的形貌均勻、結晶性良好、疏密程度適當?shù)腪nO納米線陣列進行包裹，成功制備出了一維ZnO@TiO2納米復合結構。通過控制脈沖激光的數(shù)目，可以獲得不同厚度的TiO2殼層。該方法操作簡單，制備的復合結構結晶性良