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氧化锌（微）纳米材料的制备与表征

作　者: 张阳
导　师: 王德宝
学　校: 青岛科技大学
专　业: 分析化学
关键词: 水热法 微纳米结构 掺杂 ZnO TiO2
分类号: TQ132.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 6次
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内容摘要


本文采用液相法成功地制备了花状层次结构的ZnO微晶、海胆状ZnO空心微球、绒球状ZnO前驱物和椭球状TiO2纳米微球,利用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)等手段对其表征,并研究了各种实验条件等因素对产物形貌和结构的影响,探讨了其可能的生长过程。1.以硝酸锌为锌源,水热条件下掺入银,得到花状层次结构的ZnO微晶。采用SEM对ZnO的形貌和微观形态进行了表征,所得ZnO(微)纳米结构的形貌各异,分散性较好,每个花形ZnO(微)纳米结构的直径约为1,51μm。我们在室温下研究了ZnO(微)纳米结构的光致发光性能。并详细考察了各种实验条件对产物微观形态的影响和产物的反应机理。2.以金属锌片为锌源,液相法制备了由ZnO纳米棒组装成的空心微球,通过简易的室温陈化和溶剂热处理两步反应,在衬底锌片上制备了海胆状ZnO空心微球。所制备空心微球的壳层有两部分构成,内壳层由ZnO纳米颗粒构成,外壳层是纳米棒阵列。用XRD、SEM对样品的形貌和结构进行表征。室温陈化过程是控制ZnO纳米棒在曲面上生长形成海胆状纳米棒阵列的关键因素。本文还研究了不同结构ZnO纳米棒阵列的PL光谱和Raman光谱,并讨论了空心微球可能的形成机理。3.以乙酸锌为锌源,水热条件下掺入银,得到绒球状ZnO纳米球结构前驱物,再经300。C煅烧得到形貌结构基本没改变的ZnO纳米结构。采用SEM对产物的形貌和微观形态进行了表征,所得绒球状纳米结构分散性较好,直径约为5-10μm。并详细考察了各种实验条件对产物微观形态的影响和产物的反应机理。4.以草酸钛钾为钛源,在水热条件下掺入银,在170℃下反应24h得到了米粒状TiO2纳米粒子。采用SEM对TiO2的形貌和微观形态进行表征,掺杂银后得到的椭球状TiO2纳米微球大小均一,分散性较好,长和宽分别约为120nm和60nm。并详细考察了各种实验条件对产物微观形态的影响和产物的反应机理。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章 文献综述  9-27
  1.1 引言  9
  1.2 ZNO(微)纳米材料概述  9-10
  1.3 ZNO微纳米材料的制备方法  10-17
    1.3.1 固相法  11
    1.3.2 液相法  11-16
    1.3.3 气相法  16-17
  1.4 ZNO微纳米结构的形貌调控  17-22
    1.4.1 反应物的浓度对ZNO微纳米材料的形貌的影响  17-18
    1.4.2 介质对ZNO微纳米材料的形貌的影响  18
    1.4.3 添加剂对ZNO微纳米结构的形貌调控  18-20
    1.4.4 PH值对氧化锌微纳米材料形貌的影响  20-21
    1.4.5 反应温度对氧化锌微纳米材料的形貌的影响  21
    1.4.6 反应时间对ZNO微纳米材料的形貌的影响  21-22
  1.5 ZNO微纳米材料的特性与应用  22-25
    1.5.1 电学性能及应用  22
    1.5.2 光学性能及应用  22-23
    1.5.3 催化性能及应用  23-24
    1.5.4 气敏特性及应用  24
    1.5.5 场发射性能及应用  24
    1.5.6 磁学性能及应用  24-25
  1.6 本课题的意义和研究内容  25-27
    1.6.1 本论文的选题背景  25-26
    1.6.2 本论文的研究内容  26-27
第二章 银掺杂花状ZnO微晶的制备与表征  27-38
  2.1 引言  27-28
  2.2 实验部分  28-29
    2.2.1 实验试剂  28
    2.2.2 实验仪器  28
    2.2.3 实验步骤  28
    2.2.4 样品表征  28-29
  2.3 结果与讨论  29-37
    2.3.1 XRD表征及分析  29-30
    2.3.2 典型样品形貌分析  30-31
    2.3.3 实验参数对ZNO微晶形貌的影响  31-36
    2.3.4 样品的光学性质  36
    2.3.5 花状ZNO微球的生长机理探讨  36-37
  2.4 本章小结  37-38
第三章 ZnO纳米棒阵列的制备及其分析表征  38-46
  3.1 引言  38-39
  3.2 实验部分  39-40
    3.2.1 实验试剂  39
    3.2.2 实验仪器  39
    3.2.3 实验步骤  39
    3.2.4 样品表征  39-40
  3.3 结果与讨论  40-45
    3.3.1 XRD表征及分析  40
    3.3.2 典型样品形貌分析  40-45
  3.4 本章小结  45-46
第四章 银掺杂蜂窝花状ZnO微晶的制备与表征  46-55
  4.1 引言  46-47
  4.2 实验部分  47-48
    4.2.1 实验试剂  47
    4.2.2 实验仪器  47
    4.2.3 实验步骤  47
    4.2.4 样品表征  47-48
  4.3 结果与讨论  48-54
    4.3.1 XRD表征及分析  48-49
    4.3.2 样品形貌分析  49-50
    4.3.3 实验参数对产物形貌的影响  50-53
    4.3.4 样品生长机理探讨  53-54
  4.4 本章小结  54-55
第五章 银掺杂纳米二氧化钛的制备与表征  55-63
  5.1 引言  55-56
  5.2 实验部分  56-57
    5.2.1 实验试剂  56
    5.2.2 实验仪器  56
    5.2.3 实验步骤  56
    5.2.4 样品表征  56-57
  5.3 结果与讨论  57-62
    5.3.1 XRD表征及分析  57-58
    5.3.2 典型样品形貌分析  58
    5.3.3 实验参数对TIO_2纳米微晶形貌的影响  58-61
    5.3.4 样品生长机理探讨  61-62
  5.4 本章小结  62-63
结论  63-64
参考文献  64-74
致谢  74-75
攻读学位期间发表及待发表的学术论文目录  75-77

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 金属元素的无机化合物化学工业 > 第Ⅱ族金属元素的无机化合物 > 锌副族（ⅡＢ族）元素的无机化合物 > 锌的无机化合物
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