氧化鋅和氧化鎢微納米材料的可控制備及性能研究.pdf

1、微納米材料因獨(dú)特的物理化學(xué)性能在催化、傳感、儲能領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，因此制備新穎的金屬氧化物納米材料、控制其形貌的結(jié)晶尺寸與維度、研究其生長機(jī)制等成為該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，促進(jìn)人們深入研究微納米結(jié)構(gòu)與材料功能之間的關(guān)系，高效利用微納米結(jié)構(gòu)使其產(chǎn)業(yè)化。本論文以半導(dǎo)體金屬氧化物(ZnO和WO3)微納米材料為研究對象，制備出新穎的ZnO和WO3納米材料，并探討其可能形成的機(jī)理，測試了半導(dǎo)體材料的光催化性能或者氣敏活性。
　　(1)采用水熱法

2、，利用丙三醇輔助合成出三維花球狀的ZnO納米結(jié)構(gòu)，分布均勻，龜其花球狀的直徑約在5μm。根據(jù)不同的反應(yīng)時間，提出了納米材料可能的形成機(jī)制即成核-溶解-重結(jié)晶的生長機(jī)理。我們考察了ZnO的氣敏活性，花球狀ZnO對丙酮表現(xiàn)出良好的氣敏活性，隨著丙酮濃度的升高，氣敏活性也增高。在200 ppm丙酮下，更快的響應(yīng)時間為8s，恢復(fù)時間為2s。
　　(2)采用簡單和環(huán)境友好的水熱路線合成了六角蓮的氧化鋅納米晶體。該結(jié)構(gòu)是由10-20 nm厚度

3、的納米片組成。我們通過X-射線粉末衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)等手段對其結(jié)構(gòu)、形貌和尺寸進(jìn)行了表征。此外，氧化鋅光催化顯示良好的光催化活性，并分析了該結(jié)構(gòu)在光催化降解羅丹明B溶液(RhB)的優(yōu)勢。
　　(3)通過乙二胺四乙酸(EDTA)調(diào)控下的水熱法合成出了山茶花狀WO3，通過對實(shí)驗(yàn)條件的控制，我們發(fā)現(xiàn)乙二胺四乙酸的結(jié)構(gòu)導(dǎo)向作用對這種獨(dú)特結(jié)構(gòu)的形成有一定的影響。通過對實(shí)驗(yàn)反應(yīng)時間的控制，我們對這種新穎結(jié)構(gòu)的形成提出了成

4、核-溶解-重結(jié)晶的自組裝生長機(jī)理。合成出的WO3在對亞甲基藍(lán)溶液(MB)的降解中表現(xiàn)出較高的光催化活性。
　　(4)我們通過直接沉淀法制備出金屬鹽，利用無機(jī)鹽作為“犧牲模板”制備出雙殼狀WO3空心微球。我們通過X-射線粉末衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和場發(fā)射透射電鏡(TEM)手段對其的結(jié)構(gòu)、形貌和尺寸進(jìn)行了表征。此外，我們還通過熱重(TG)和Brunauer-Emmett-Teller(BET)分析來分析雙殼狀WO3微