納米鋁酸鋅的制備與光學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、尖晶石氧化物是一類重要的多功能材料，由于其優(yōu)異的熱學(xué)、力學(xué)及其光學(xué)性質(zhì)，在陶瓷、催化劑及光電領(lǐng)域具有廣泛而重要的應(yīng)用。因此，致力于合成出具有良好性質(zhì)的尖晶石氧化物納米顆粒具有重要的研究意義。為了研究尖晶石ZnAl2O4納米顆粒的物理化學(xué)性質(zhì)，本論文采用聚丙烯酰胺凝膠法制備了高分散的ZnAl2O4納米顆粒并對其物化性質(zhì)進行研究，主要涉及以下幾個方面：
　　(1)改變鋅鋁原子比，以檸檬酸作為螯合劑制備了不同鋅鋁比的ZnAlO納米顆粒，

2、研究不同鋅鋁原子比對其相純度以及發(fā)光性能的影響。研究表明：鋅鋁原子比為1:2時，在600℃的煅燒溫度即可獲得純相的ZnAl2O4納米顆粒；當鋅鋁原子比為1:1.8時，需在900℃的高溫燒結(jié)才能獲得純相的ZnAl2O4納米顆粒；而鋅鋁比為1:1時，即使在1000℃燒結(jié)也未能獲得純相的ZnAl2O4納米顆粒。鋅鋁原子比為1:1.8和1:2時，所得納米顆粒的顆粒尺寸隨著煅燒溫度的增加而增大。當樣品被352 nm波長的光激發(fā)后發(fā)現(xiàn)，在469 n

3、m處出現(xiàn)了一藍光發(fā)射峰，且發(fā)光強度也隨著煅燒溫度的增加而發(fā)生變化?；趯嶒灲Y(jié)果，分析了絡(luò)合劑絡(luò)合鋅鋁離子的絡(luò)合機理和發(fā)光機制。
　　(2)以檸檬酸作為絡(luò)合劑，通過不同的鋁源或防止凝膠塌縮劑制備了納米鋁酸鋅，研究了鋁源或防止凝膠塌縮劑對其相純度和發(fā)光性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，不同的鋁源或防止凝膠塌縮劑對納米鋁酸鋅的相純度、形貌、帶隙以及發(fā)光性能具有明顯的影響。通過硫酸鋁或氯化鋁作為鋁源獲得了純相的鋁酸鋅，而通過硝酸鋁作為鋁源制備的樣品卻

4、含有一定量的雜質(zhì)。有意義的是，由于硫酸根的引入，導(dǎo)致在高溫時出現(xiàn)S=O鍵，因此需要更高的煅燒溫度才能獲得高純度的鋁酸鋅?；趯嶒灲Y(jié)果，對制備的不同樣品的發(fā)光現(xiàn)象進行了解釋。熒光光譜表明，在352 nm紫外光的照射下，通過不同鋁源制備的鋁酸鋅樣品均在469 nm處存在一發(fā)射峰；但是，以硝酸鋁為鋁源獲得的樣品，還在373~406 nm之間具有一個發(fā)射峰。
　　(3)采用不同的絡(luò)合劑制備了納米鋁酸鋅，研究了絡(luò)合劑對其相純度、形貌、帶隙以

5、及發(fā)光性能的影響。研究表明，不同的絡(luò)合劑對其相純度、形貌、帶隙以及發(fā)光性能也具有明顯的影響。由于不同絡(luò)合劑的絡(luò)合能力存在差別，采用酒石酸作為絡(luò)合劑時，獲得了單相的ZnAl2O4納米顆粒，其帶隙值為3.93 eV。而采用草酸、水楊酸或甘氨酸作為絡(luò)合劑時，未能獲得單相的ZnAl2O4納米顆粒，其帶隙值分別為3.21、3.21和3.16 eV。熒光光譜表明，在波長為352 nm的光激發(fā)下，對于采用草酸、水楊酸或甘氨酸作為絡(luò)合劑制備的產(chǎn)物，除了