一維納米材料的制備及其光電特性研究.pdf

1、近些年來，環(huán)境污染已經(jīng)成為人類面臨的最主要問題之一，嚴(yán)重威脅著人類的生存與發(fā)展。半導(dǎo)體光催化劑在降解有機(jī)污染物方面有著優(yōu)越的性能，因此引起了人們的廣泛關(guān)注。特別是一維半導(dǎo)體納米材料具有良好的電子傳輸特性和較大的比表面積，使其在光電方面表現(xiàn)出一些獨(dú)特的性質(zhì)。不僅在太陽能電池和光電器件方面，在光催化劑領(lǐng)域也表現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。本文利用微波輔助化學(xué)水溶液法在氧化銦錫(ITO)/F摻雜SnO2(FTO)玻璃襯底上制備了結(jié)晶性良好的一維ZnO

2、納米線陣列，并對其疏密程度進(jìn)行了調(diào)控。這些納米線陣列表現(xiàn)出優(yōu)異的光催化性能，經(jīng)過多次重復(fù)利用后其催化效果基本保持不變;采用脈沖激光沉積技術(shù)對ZnO納米線進(jìn)行表面包裹，成功制備了一維ZnO@TiO2納米復(fù)合結(jié)構(gòu)，可有效擴(kuò)大這些納米線的表面積，增加其電荷分離效率。主要創(chuàng)新工作如下:
　　(1)利用微波輔助水溶液化學(xué)法在氧化銦錫(ITO)/F摻雜SnO2(FTO)玻璃襯底上制備了形貌均勻、結(jié)晶性良好的一維ZnO納米線陣列。采用自制的連續(xù)

3、滴加溶液裝置，在較短時間內(nèi)可以合成超長ZnO納米線陣列。通過對其生長參數(shù)的調(diào)節(jié)可以合成不同疏密程度的ZnO納米線陣列，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對ZnO納米線陣列的包裹提供了可能性。
　　(2)對形貌均勻、結(jié)晶性良好和疏密程度適當(dāng)?shù)囊痪SZnO納米線陣列進(jìn)行了紫外光催化性能研究。在紫外光照射下，該陣列具有優(yōu)良的催化性能。并且該樣品回收簡單，重復(fù)利用效果優(yōu)良，多次重復(fù)利用后，樣品的催化效果基本保持不變。將重復(fù)利用7次后的樣品用SEM進(jìn)行形貌表征，與

4、催化前的形貌相比基本沒有發(fā)生變化，說明樣品依然還可以重復(fù)使用多次。一維納米材料良好的電子傳輸性能和較大的比表面積使其具有優(yōu)良的光催化性能。良好的催化性能和穩(wěn)定性，使其具有較大的潛在應(yīng)用價值。
　　(3)利用脈沖激光沉積技術(shù)對制備出的形貌均勻、結(jié)晶性良好、疏密程度適當(dāng)?shù)腪nO納米線陣列進(jìn)行包裹，成功制備出了一維ZnO@TiO2納米復(fù)合結(jié)構(gòu)。通過控制脈沖激光的數(shù)目，可以獲得不同厚度的TiO2殼層。該方法操作簡單，制備的復(fù)合結(jié)構(gòu)結(jié)晶性良