氧化鋅納米結構的制備、表征及性能研究.pdf

1、在常見的半導體中，氧化鋅是少量擁有直接寬帶隙(Eg=3.37 eV)的半導體材料，并具有很多優異的性能。室溫下具有大的激子結合能(60 meV)，因而它成為制作紫外激光器的備選材料之一;良好的光、電性能，使其在太陽能電池、傳感器、光催化等領域具有廣闊的應用前景。而納米材料由于尺度的因素，其結構具有一些不同于體材料的特殊效應，如量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應、量子隧穿效應、庫侖堵塞效應，以及介電限域效應等。因此研究制備各式各樣的氧化鋅

2、納米材料并研究其性能具有重要的意義。本論文分別采用水熱法與化學氣相沉積法合成了不同形貌的氧化鋅納米材料，主要內容如下:
　　 (1)水熱法合成分級介孔氧化鋅微球
　　 采用簡單的水熱法，以硝酸鋅、尿素和酒石酸為反應原料，先制備了球狀的前驅體堿式碳酸鋅，然后通過煅燒前驅體制得了介孔氧化鋅微球。并對合成的樣品進行了如下表征:SEM、XRD、TEM、UV-vis、BET等。結果表明介孔氧化鋅微球由大量的納米片組裝而成，微球的直

3、徑約為2-4μm。SEM、 TEM結果都顯示大量不規則的小孔隨機分布在構成微球的納米片上，且納米片的結晶度良好。BET結果表明，介孔氧化鋅的比表面積為29.8 m2/g，納米片上小孔的直徑范圍在20-50 nm。通過改變實驗條件，研究了反應時間、表面活性劑及反應溫度對產物形貌的影響。實驗結果表明，表面活性劑對產物形貌的形成起著決定性的作用。
　　 (2)分級介孔氧化鋅微球的光催化性能
　　 在紫外光照射下，將合成的介孔氧

4、化鋅微球作為光催化劑，對亞甲基藍溶液進行降解。光催化實驗結果顯示，初始濃度為1.0×10-5 mol/L的亞甲基藍溶液在介孔氧化鋅微球的催化下，在100 min內全部降解，降解效果比商業氧化鋅和二氧化鈦更好。
　　 (3)化學氣相沉積法制備氧化鋅納米結構
　　 采用化學氣相沉積法，以石墨粉和氧化鋅粉末為原料，工業氮氣為載流氣，在不同反應條件下合成了氧化鋅納米帶、納米線和納米針以及板栗狀Zn-ZnO微球。并對氧化鋅納米結構