氧化鋅、氧化錫多級納米結(jié)構(gòu)的制備及其性能的研究.pdf

1、近幾年來，化石燃料的短缺以及環(huán)境污染問題的日益加劇，使得尋找新的能源、解決環(huán)境污染物等問題變得刻不容緩。太陽能作為一種可再生能源，是解決能源危機的主要途徑，而太陽能電池是利用太陽能最直接、最有效的方法;同時，光催化降解有機污染物也為解決環(huán)境污染問題提供了一種新思路。具有寬帶隙的Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體，由于具有優(yōu)異的光電性能，使其在太陽能電池和光催化降解等方面得到廣泛的應(yīng)用。
　　ZnO和SnO2作為兩種重要的寬禁帶直接帶隙半導(dǎo)體材料，在眾

2、多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用:ZnO具有較寬的光譜吸收范圍，可用作光催化劑;SnO2的電子傳輸效率高達125-250 cm2V-1S-1，在太陽能電池方面有廣泛的應(yīng)用。在此之前，不同形貌的低維度ZnO和SnO2被報道出來，如零維的納米顆粒、一維的納米線、二維的納米層等，而具有復(fù)雜形貌和高維度的三維納米結(jié)構(gòu)，由于它們的先進的集合結(jié)構(gòu)以及在這些結(jié)構(gòu)的特定表面上原子的排列，使它們表現(xiàn)出許多新奇的性能。因此，尋找一種可控的合成方法是至關(guān)重要的，因為它不

3、僅表現(xiàn)出材料結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系，而且有助于對材料的合成技術(shù)和新穎的應(yīng)用方面的探究。
　　本文主要研究的是ZnO和SnO2多級納米結(jié)構(gòu)的制備，利用XRD、SEM以及TEM對樣品的結(jié)構(gòu)及形貌進行表征，并且在光降解有機污染物和鈣鈦礦太陽能電池方面做了一定的研究。主要的研究內(nèi)容可分為三個體系:
　　Ⅰ、多級ZnO納米粒子的制備及表征
　　通過簡易的恒溫水浴法制備了新穎的層疊式圓盤狀的多級ZnO納米粒子。測試結(jié)果表明，制備的產(chǎn)

4、物為粒徑400 nm左右的圓盤狀顆粒，且物相為纖鋅礦結(jié)構(gòu)的ZnO。以甲基橙為模擬污染物對多級ZnO的光催化性能進行了研究，結(jié)果表明在日光燈下的光催化效率可達80％，催化效果較好。
　?、?、多級SnO2納米粒子的制備及表征
　　采用水熱法制備出具有中空結(jié)構(gòu)的介孔SnO2微球。對其進行物理性能測試，結(jié)果顯示制備的產(chǎn)物是由粒徑為10nm左右的小顆粒組裝成的直徑為165 nm的金紅石相結(jié)構(gòu)的SnO2。將SnO2和Y-SnO2應(yīng)用于鈣