氧化鋅基微-納米結(jié)構(gòu)的制備及性質(zhì)研究.pdf

1、在本文中，我們以氧化鋅為研究主線(xiàn)，通過(guò)水熱/溶劑熱法、溶膠-凝膠法和熱分解法制備了多種具有新穎形貌的ZnO微/納米結(jié)構(gòu)，并對(duì)其生長(zhǎng)機(jī)理和性質(zhì)進(jìn)行了分析研究。同時(shí)，還制備了ZnO-RGO復(fù)合材料和過(guò)渡族金屬離子摻雜的ZnO微米結(jié)構(gòu)，并對(duì)其性能進(jìn)行了測(cè)試分析。
　　論文主要內(nèi)容介紹如下：
　　在ZnO微米結(jié)構(gòu)的研究中，我們采用了一種簡(jiǎn)單有效的溶劑熱法制備了具有代表性的漢堡狀結(jié)構(gòu)和其他多種頭對(duì)頭的ZnO微米結(jié)構(gòu)。通過(guò)時(shí)間依賴(lài)實(shí)驗(yàn)對(duì)

2、漢堡狀ZnO微米結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程和生長(zhǎng)機(jī)理進(jìn)行了分析，在反應(yīng)初期得到C3H6O3Zn前驅(qū)體，然后在不改變形貌的基礎(chǔ)上以此為模板轉(zhuǎn)變成ZnO，最后通過(guò)奧斯特-瓦爾德熟化機(jī)制得到中間斷開(kāi)并且具有空腔的半個(gè)漢堡狀ZnO微米結(jié)構(gòu)。當(dāng)保持其他實(shí)驗(yàn)參數(shù)，只研究水與丙三醇的體積比對(duì)產(chǎn)物晶相和形貌的影響時(shí)得出，隨著混合溶液體系中水的比例的增加，產(chǎn)物由C3H6O3Zn逐漸轉(zhuǎn)變成ZnO。此外，我們還研究了不同醇替代丙三醇時(shí)對(duì)ZnO形貌的影響。與單羥基醇相比，

3、多羥基醇與水組成的混合溶液體系更容易得到存在空腔的ZnO結(jié)構(gòu)。
　　另一方面，我們通過(guò)簡(jiǎn)單有效的液相合成法在較低溫度（90℃）下制備了前驅(qū)體檸檬酸鋅的微米球，直徑約為1~3μm。通過(guò)控制檸檬酸鋅的濃度和表面活性劑檸檬酸鈉，得到了梭形、花狀和六方片狀ZnO結(jié)構(gòu)。與不添加檸檬酸鈉所得到的ZnO結(jié)構(gòu)相比，檸檬酸鈉抑制了晶體沿c軸（0001）晶面方向的生長(zhǎng)進(jìn)而得到了六方片狀微米結(jié)構(gòu)。然而，不管是梭形結(jié)構(gòu)還是片狀結(jié)構(gòu)都可以組裝成為花狀結(jié)構(gòu)。

4、通過(guò)對(duì)不同形貌氧化鋅結(jié)構(gòu)的SEM表征分析，本章給出了梭形結(jié)構(gòu)ZnO的生長(zhǎng)機(jī)理：一個(gè)片狀晶核定向吸附在另一個(gè)片狀晶核上分別沿著垂直于（0001）晶面的方向生長(zhǎng)，又因?yàn)椋?001）晶面具有較快的生長(zhǎng)速率，因此在生長(zhǎng)過(guò)程中逐漸消失，成為最終的梭形結(jié)構(gòu)。
　　在ZnO納米結(jié)構(gòu)及其復(fù)合材料的研究中，我們采用簡(jiǎn)單的高溫?zé)岱纸夥?，以醋酸鋅和油胺（OAm）為原料反應(yīng)得到ZnO納米結(jié)構(gòu)單元，又進(jìn)一步通過(guò)定向吸附生長(zhǎng)（OA）過(guò)程得到單晶的ZnO花狀結(jié)

5、構(gòu)；通過(guò)改變攪拌速率制備出了不同形貌和大小的ZnO結(jié)構(gòu)，探究了攪拌速率對(duì)ZnO晶體生長(zhǎng)的影響：攪拌速率0

6、s與RGO進(jìn)行復(fù)合得到的ZnO-RGO NCs材料在光催化性能方面得到了一定的提高，主要是因?yàn)閺?fù)合RGO促進(jìn)了紫外光和染料的吸收，導(dǎo)出電子抑制了電子-空穴對(duì)的復(fù)合。可見(jiàn)，我們所制備的ZnO NFs及ZnO-RGO NCs材料具有優(yōu)異的應(yīng)用潛質(zhì)。
　　在過(guò)渡族金屬離子摻雜ZnO的研究中，通過(guò)溶劑熱法制備了多種過(guò)渡族金屬離子摻雜ZnO的微米結(jié)構(gòu)，研究發(fā)現(xiàn)，在Ni2+、Co2+和Fe2+三種離子摻雜的ZnO樣品中Ni2+離子摻雜的ZnO