過(guò)渡金屬氧化物一維納米材料的合成與性能研究.pdf

1、近年來(lái)，過(guò)渡金屬氧化物一維納米材料在光催化、納米傳感器、納米激光器以及染料敏化太陽(yáng)電池等諸多領(lǐng)域展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景，已成為納米科技領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。一維納米材料的形貌和特性對(duì)器件的最終性能具有決定性作用，因此對(duì)于不同類型的一維納米結(jié)構(gòu)需要探索出具有針對(duì)性的合成方法。這不僅是理論研究的重點(diǎn)，也是大規(guī)模推廣和應(yīng)用過(guò)渡金屬氧化物一維納米材料的關(guān)鍵。鑒于此，本文主要內(nèi)容如下:
　　 1.通過(guò)調(diào)整脈沖激光沉積(PLD)技術(shù)的工藝參數(shù)來(lái)調(diào)控

2、一維納米材料的形貌和尺寸，實(shí)現(xiàn)對(duì)一維納米材料性能的優(yōu)化。由于PLD使用的準(zhǔn)分子激光器價(jià)格昂貴，需要供多個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器同時(shí)使用，因此反射鏡和聚光鏡的位置并不固定，經(jīng)常被移動(dòng)到不同的位置來(lái)完成光路的調(diào)節(jié)。為了使實(shí)驗(yàn)具有較好的重復(fù)性和可控性，本文提出了一種激光光路的快速調(diào)節(jié)方法，利用激光筆發(fā)射的紅色可見(jiàn)光，實(shí)現(xiàn)了激光器光路的快速調(diào)節(jié)和校準(zhǔn)。該方法設(shè)備簡(jiǎn)單、安全、精度高、易操作，具有一定的實(shí)用性，并成功地在本論文中獲得了應(yīng)用。
　　 2.具

3、有能級(jí)匹配關(guān)系的兩種金屬氧化物構(gòu)成的復(fù)合納米結(jié)構(gòu)有著優(yōu)異的光學(xué)性能和良好的穩(wěn)定性。本文利用PLD技術(shù)首先在FTO玻璃上生長(zhǎng)一層厚度均勻的WO3納米晶薄膜，再以該WO3膜層為基底在不同的氧分壓下生長(zhǎng)一維TiO2納米陣列層，從而制備出一維WO3-TiO2復(fù)合納米結(jié)構(gòu);作為對(duì)比，在同樣的實(shí)驗(yàn)條件下利用PLD技術(shù)制備出了單一體系的一維TiO2納米陣列。利用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)以及紫外可見(jiàn)吸收光譜(UV-Vis)等分析測(cè)

4、試手段，對(duì)所合成的兩種樣品的形貌、結(jié)構(gòu)和光學(xué)帶隙進(jìn)行了研究。結(jié)果表明氧分壓可以改變一維納米結(jié)構(gòu)的表面形貌。通過(guò)透射光譜測(cè)量，證明了復(fù)合納米結(jié)構(gòu)在可見(jiàn)光區(qū)的平均透射率很高，幾乎是透明的。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果，經(jīng)計(jì)算得出一維TiO2納米陣列的禁帶寬度為3.34eV，而同樣條件下生長(zhǎng)的一維WO3-TiO2復(fù)合納米結(jié)構(gòu)的禁帶寬度為3.10eV，因此該復(fù)合納米結(jié)構(gòu)拓寬了材料的光譜響應(yīng)范圍。同時(shí)，分析了一維TiO2納米陣列的枝晶生長(zhǎng)機(jī)理，結(jié)果說(shuō)明界面穩(wěn)定性和