氧化鋅納米材料的可控合成、表征及光催化性能研究.pdf

1、氧化鋅是一種常見(jiàn)的寬禁帶半導(dǎo)體，具有良好的光、電性能，在光催化、太陽(yáng)能電池、傳感器、納米發(fā)電機(jī)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。納米材料的性能很大程度上取決于其形貌和尺寸，因此，控制合成不同形貌的氧化鋅納米材料可以一定程度上改變或改善其性能，在基礎(chǔ)研究和實(shí)際應(yīng)用上都有很重要的意義，成為了當(dāng)今許多學(xué)科科研工作者的研究熱點(diǎn)。本論文在氧化鋅納米材料的形貌控制合成和應(yīng)用方面進(jìn)行了一些初步探索性研究，主要結(jié)果如下：
　　(1)以硝酸鋅、尿素和檸檬酸

2、三納為原料，先合成了球狀的堿式碳酸鋅前驅(qū)體，然后通過(guò)熱分解前驅(qū)體制得了多孔氧化鋅微球。利用XRD、SEM、TEM、BET、UV-vis、FTIR等多種表征手段對(duì)合成的樣品進(jìn)行了表征。SEM和TEM結(jié)果表明，多孔氧化鋅微球由很薄的納米片自組裝而成，直徑約為4-5μm。組成微球的納米片上布滿了許多不規(guī)則的小孔，具有良好的結(jié)晶性。BET分析表明，多孔氧化鋅微球的比表面積為39.6m2/g，表面的小孔直徑主要分布在20-60nm之間。通過(guò)對(duì)比實(shí)

3、驗(yàn)，系統(tǒng)研究了尿素、檸檬酸三鈉的量以及反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)物形貌的影響。結(jié)果顯示，檸檬酸三鈉對(duì)納米球的形成有決定性的影響。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了多孔氧化鋅微球的形成機(jī)理。
　　(2)選用亞甲基藍(lán)為目標(biāo)降解物，在紫外光照射下，對(duì)合成的多孔氧化鋅微球進(jìn)行了光催性能測(cè)試。光催化測(cè)試結(jié)果顯示，多孔氧化鋅微球在80min內(nèi)就把初始濃度為1.0×10-5mol/L的亞甲基藍(lán)溶液全部降解，比商業(yè)氧化鋅和二氧化鈦對(duì)亞甲基藍(lán)有更好的降解效果。這主要?dú)w因于氧化

4、鋅微球的特殊多孔形貌結(jié)構(gòu)。
　　(3)利用乙二醇和水作溶劑的二元混合溶劑熱法，制備了手榴彈狀的氧化鋅納米結(jié)構(gòu)。采用XRD，SEM，TEM，PL對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了表征。SEM和TEM圖片表明，氧化鋅納米手榴彈由兩根大小不一的氧化鋅納米棒組成，總長(zhǎng)度約為6.4μm；納米棒呈六棱柱狀，沿(0001)方向生長(zhǎng)。PL光譜分析表明手榴彈狀的氧化鋅在380nm處有一個(gè)很強(qiáng)的紫外發(fā)射峰。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，研究了乙二醇和水的體積比對(duì)產(chǎn)物形貌的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)乙