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文檔簡介
1、ZnO是一種功能型半導(dǎo)體納米材料,具有寬禁帶、高激發(fā)性能、化學(xué)熱學(xué)穩(wěn)定性、無毒等優(yōu)異的性能,廣泛應(yīng)用于發(fā)光二極管、場效應(yīng)管、太陽能電池、氣體傳感器以及光催化等領(lǐng)域。研究表明,ZnO的應(yīng)用受到其微結(jié)構(gòu)的強(qiáng)烈影響,如晶體大小、形貌、比表面積和晶體密度等。特別是形貌能夠極大的影響ZnO性能。因此,設(shè)計或剪裁具有不同形貌和結(jié)構(gòu)的納米ZnO對其應(yīng)用或是發(fā)展新的應(yīng)用都非常重要。
本論文采用一步水熱法和溶解-熱解法等綠色合成方法制備了不同形
2、貌ZnO微-納米結(jié)構(gòu)。重點(diǎn)研究了反應(yīng)物的配比、反應(yīng)溶液的pH值、水熱時間等制備條件對ZnO結(jié)構(gòu)和形貌的影響。對制備的不同形貌的ZnO進(jìn)行光催化和氣敏性能進(jìn)行測試,并研究提高其可見光光催化性能的修飾方法。
(1)以硝酸鋅、檸檬酸鈉和氫氧化鈉為原材料,采用一步水熱法制備了圓片狀、漢堡狀、片花狀和棒花狀等不同形貌、結(jié)晶良好的ZnO樣品。通過改變硝酸鋅與檸檬酸鈉的摩爾配比、反應(yīng)溶液的pH值、水熱反應(yīng)時間等水熱條件,研究了ZnO樣品形貌
3、的影響因素,推測了不同形貌的ZnO樣品的形成機(jī)理。
(2)對不同形貌的ZnO進(jìn)行光催化性能研究。不同形貌的純ZnO紫外光光催化性能測試表明,水熱反應(yīng)10h下制備的ZnO樣品對KGL降解率均明顯高于8h下制備的樣品,其中10h水熱制備的片花狀ZnO的光催化效果最好,在20min內(nèi),KGL降解率可達(dá)100%,這與其形貌、比表面積、帶隙、缺陷濃度及極性面有極大的關(guān)系。同時,為了進(jìn)一步提高ZnO的可見光光催化性能,對其進(jìn)行摻雜改性研究
4、。摻雜ZnO的可見光光催化性能測試結(jié)果表明,摻Fe可使其可見光光催化性能增加,但形貌遭到破壞,最佳摻鐵量為7%;摻La時隨著摻雜量的增大,可見光催化性能降低,形貌逐漸受到破壞。
(3)采用靜態(tài)配氣法對不同形貌的ZnO進(jìn)行氣敏性能測試,結(jié)果表明,棒花狀ZnO的樣品在最佳工作溫度290℃下,對100ppmCl2具有相對較高的靈敏度(863.2),遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他形貌ZnO樣品的靈敏度,且相對于其他的測試氣體具有較高的選擇性,響應(yīng)-恢復(fù)
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