氧化物半導體微結構調控及性能研究.pdf

1、在本論文中，以氧化鋅和氧化鎳為主要研究對象，通過液相合成方法在不同條件下實現對氧化物微觀形貌的有效控制。運用以分等級結構和控制晶面生長速率等為調控手段，是當今最為常用的制備氧化物的方法。此外，我們可以借鑒表面負載和表面改性原理來拓寬ZnO和NiO材料的光響應范圍，改善納米材料的光催化性能。主要研究內容如下：
　　在第一章中，主要概括了以ZnO和NiO為對象的氧化物半導體研究現狀，并進一步分析了反應過程中的光催化原理。簡單了解 Zn

2、O、NiO等納米氧化物的基本物化性質及材料發展的制約因素，提出本課題的選題意義和論文主要研究內容。
　　在第二章中，運用液相合成反應法，以乙醇作溶劑，分別以四甲基氫氧化銨（TMAH）、水合肼以及乙酸作為反應所需添加劑，制備出不同形貌的氧化鋅晶體（ZnO十四面體、六方纖鋅礦薄片及ZnO表面活性球）。對實驗結果進行深刻分析，發現TMAH使用量和氧化鋅微觀形貌變化之間的存在的作用規律。同時，使用 X-射線衍射儀、電子掃描顯微鏡、高分辨透

3、射電鏡等設備對產物微觀的結構和形貌進行了有效地表征，用亞甲基藍的降解情況來評估氧化鋅的光催化性能。
　　在第三章中，我們介紹了一種簡單、低成本和環境友好型的溶劑熱法來合成具有分等級結構的微球，包括通過二次結晶形成的花狀微球，以及由納米顆粒組成的具有超薄多孔 NiO微球。合成思維路線：用簡單的醇熱法（溶劑熱法）合成出NiO微球的前驅體堿式硝酸鎳，然后經過退火，便可得到不同形貌的且具有分等級結構的NiO微球。其中大比表面積、開放多孔結

4、構以及分等級結構等優良結構特性，促使其擁有催化活性高、穩定性好等特點。
　　在第四章中，采用化學浴沉淀法結合光化學反應制備了ZnO/Ag光催化復合材料。首先，以無水醋酸鋅作為鋅源，去離子水為溶劑，加入適量的水合肼制備出純氧化鋅。然后，取一定量的氧化鋅加入濃度一定的硝酸銀溶液中，通過先超聲后光照的方法制備ZnO/Ag復合物。利用XRD、SEM（附有EDS）和TEM對樣品進行表征，以亞甲基藍為對象研究了其光催化性能和重復利用性。