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《浙江大学》 2006年
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ZnO纳米材料的制备与表征

牛璐  
【摘要】:纳米材料的物理化学性能与其颗粒的形状、尺寸有着密切的关系。因此,单分散纳米材料的制备及其与尺寸相关的性能研究成为近几年人们研究的热点之一。ZnO作为一种宽禁带半导体具有独特的性质,在纳米光电器件、光催化剂、橡胶、陶瓷及化妆品领域有着广阔的应用前景,随着对不同形状的纳米ZnO的制备及其相关的性能研究不断升温,对其应用方面的研究进展不断深入,单分散纳米ZnO材料已经引起了人们越来越广泛的关注。 本文首先对目前单分散纳米材料及纳米ZnO的研究情况进行初步的介绍,随后研究了采用溶胶—凝胶法和热分解法制备不同形状的纳米ZnO,包括球形纳米ZnO、棒状纳米ZnO、钻石形纳米ZnO及六角形片状纳米ZnO,采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM),高分辨透射电子显微镜(HR—TEM)、场发射扫描电镜(FESEM)、荧光光谱(PL)等仪器对制备的纳米结构ZnO进行检测及表征,讨论其形成机理及性能,其中突出成果如下: (1) 用Zn(AC)_2·2H_2O及LiOH的乙醇溶液为反应物,利用溶胶—凝胶法并辅助以大功率的超声波制备出5纳米左右的单分散ZnO颗粒,阐述了超声波在纳米ZnO形核时的促进作用及原理,分析了超声时间、超声功率大小、溶液pH值、先驱体摩尔配比等参数对反应的影响,并对纳米ZnO的光学性能做了初步的分析。 (2) 以溶胶—凝胶法制备出的纳米ZnO颗粒为种子进行回流加热生成了不同长径比ZnO纳米棒。通过对在不同回流温度及回流时间条件下的ZnO生长情况进行分析,探讨了ZnO纳米棒的生长机理。同时以经典的描述晶体生长外形的BFDH方法和HP方法对制备的ZnO纳米结构材料进行计算分析,并以此模型为理论基础模拟ZnO的生长情况,其模拟结果与实验结果吻合,从能量的角度给出了棒状ZnO的形成机理。 (3) 采用热分解法制备纳米ZnO颗粒,通过在高温下分解Zn(AC)_2·2H_2O得到不同形状的ZnO颗粒。研究了回流温度、回流时间、表面活性剂用量等参数对制备ZnO纳米材料的粒径及形貌的影响。采用BFDH和HP方法对钻石形
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TB383.1

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