三維ZnO微納米結(jié)構(gòu)及ZnO-TiO2復(fù)合微納米結(jié)構(gòu)的制備、表征及性能測試.pdf

1、本論文分別采用水熱法、軟模板法以及電化學(xué)沉積法制備了三維海膽狀 ZnO微納米結(jié)構(gòu)、形貌各異的三維 ZnO微納米結(jié)構(gòu)以及三維海膽狀 ZnO/TiO2微納米結(jié)構(gòu)。研究了不同的實(shí)驗參數(shù)對三維形貌結(jié)構(gòu)形成的影響，提出了可能的三維ZnO微納米結(jié)構(gòu)的生長機(jī)制以及三維海膽狀 ZnO/TiO2微納米結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理。研究結(jié)果如下：
　　（1）采用一種新的軟模板法，在單一氨水體系中，利用 NaBH4所產(chǎn)生的H2氣泡作為合成模板可控制備三維海膽狀 Zn

2、O微納米結(jié)構(gòu)，主要探討了 NaBH4濃度以及反應(yīng)溫度對 ZnO微納米結(jié)構(gòu)形成的影響，優(yōu)化實(shí)驗條件，最佳 NaBH4濃度為48mmol，最佳反應(yīng)溫度為120℃。同時探討其作為光陽極材料在染料敏化太陽電池中的應(yīng)用，此種制備方法可以有效解決由于模板而引入雜質(zhì)以及模板去除等問題。與此同時，提出了一種可能的三維海膽狀微納米結(jié)構(gòu) ZnO的生長機(jī)制。
　?。?）采用水熱法，在輔助劑的誘導(dǎo)下，制備出不同形貌的三維 ZnO微納米結(jié)構(gòu)，分別為納米針組

3、裝而成的花狀 ZnO、納米棒組裝而成的海膽狀 ZnO以及細(xì)小納米片組裝而成的球狀 ZnO微納米結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)探討了不同輔助劑對 ZnO納米晶型生長的影響，旨在尋求一種適當(dāng)?shù)妮o助劑可控合成晶型完美的三維 ZnO微納米超結(jié)構(gòu)。我們還研究分析不同形貌的ZnO微納米結(jié)構(gòu)作為光陽極對于染料敏化太陽電池的光電轉(zhuǎn)化效率的影響，分析比較不同形貌三維 ZnO的光電性能，其中以納米棒組裝而成的三維海膽狀 ZnO微納米結(jié)構(gòu)最優(yōu)，光電轉(zhuǎn)化效率為2.37％。

4、　?。?）采用一種電化學(xué)沉積法制備三維海膽狀 ZnO/TiO2復(fù)合微納米結(jié)構(gòu)，主要探討了反應(yīng)溫度和 TiO2:ZnO對 ZnO/TiO2復(fù)合結(jié)構(gòu)形貌的影響，實(shí)驗結(jié)果表明當(dāng)反應(yīng)溫度為130℃。TiO2:ZnO=2:1時‘可制備出較為理想的三維海膽狀ZnO/TiO2復(fù)合微納米結(jié)構(gòu)。在靜電吸引理論的基礎(chǔ)上，我們提出了一種可能的形成機(jī)制解釋復(fù)合結(jié)構(gòu)的形成。同樣我們也研究了海膽狀 ZnO/TiO2復(fù)合微納米結(jié)構(gòu)的光電性能，I-V曲線顯示染敏電池的