不同形貌氧化鋅的微生物模板輔助制備及其性能研究.pdf

1、氧化鋅作為一種寬禁帶的直接躍遷的半導(dǎo)體材料,具有優(yōu)異的光電性能。而微生物廣泛存在于自然界,多由碳水化合物組成,能夠被很好的去除,且大部分微生物都具有特殊的形貌或是表面具有特殊的微結(jié)構(gòu)。因此,以微生物作為模板制備氧化鋅會(huì)是一項(xiàng)很有意義的研究,賦予氧化鋅不同的特殊形貌,最終將得到的會(huì)是一些具有特殊性能或是在某些性能方面具有優(yōu)異表現(xiàn)的氧化鋅。本文就初步以各種微生物作為模板制備了不同形貌的氧化鋅結(jié)構(gòu),并進(jìn)行了表征和性能測試。
　　 本研

2、究首先選定白葡萄球菌作為模板,結(jié)合化學(xué)沉淀法合成出了氧化鋅空心微球結(jié)構(gòu),并對樣品進(jìn)行表征。TG/DSC曲線表明了實(shí)驗(yàn)中加入的白葡萄球菌在高溫煅燒階段被很好的去除了。研究了不同實(shí)驗(yàn)參數(shù)對氧化鋅結(jié)構(gòu)的影響,結(jié)果表明較大的白葡萄球菌濃度和較小的鋅離子加入量都會(huì)得到數(shù)量更多表面更光滑的氧化鋅空心微球結(jié)構(gòu),且微球球壁相對更薄;不同三乙醇胺濃度則會(huì)影響對細(xì)菌的修飾從而影響氧化鋅空心微球的形成;靜置時(shí)間越長得到的空心微球結(jié)構(gòu)越完整。分析了空心微球形成

3、機(jī)理,證明了細(xì)菌在實(shí)驗(yàn)中的模板作用,而加入的三乙醇胺增強(qiáng)了細(xì)菌的這種作用。氧化鋅空心微球結(jié)構(gòu)是在靜置階段中,由氧化鋅納米粒子在高溫和三乙醇胺對氧化鋅的吸引力的驅(qū)動(dòng)下以白葡萄球菌為模板定向的組裝而成的。
　　 本研究以大腸桿菌為模板用化學(xué)沉淀法得到了氧化鋅花狀結(jié)構(gòu),證明了攪拌過程阻礙了氧化鋅沉積在大腸桿菌表面,從而會(huì)形成氧化鋅片狀結(jié)構(gòu)。并以此得到了氧化鋅花狀結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理,發(fā)現(xiàn)在低溫下反應(yīng)由于沒有合適的驅(qū)動(dòng)力,片狀氧化鋅以隨機(jī)方向

4、的方式組裝成氧化鋅花狀結(jié)構(gòu)。本研究還將螺旋藻、球藻和酵母菌粉作為模板用不同的方法制備出了螺旋狀氧化鋅、氧化鋅納米桿球和刺球狀氧化鋅,并通過表征分別推斷出了形成機(jī)理。
　　 最后本論文對不同微生物模板制備得到的氧化鋅的紫外光吸收性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明氧化鋅花狀結(jié)構(gòu)和空心微球結(jié)構(gòu)的吸收帶邊發(fā)生了紅移現(xiàn)象,而氧化鋅螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)生了藍(lán)移現(xiàn)象。這可能分別是由氧缺陷的存在和粒子尺寸較小造成的。本文還對不同微生物模板制備得到的氧化鋅的光催化性