收藏本站
《湖南大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高结晶度一维纳米二氧化钛的制备和修饰及光电性质研究

夏明霞  
【摘要】:二氧化钛(TiO_2)纳米材料由于具有独特的物理、光学、电学和化学性质已引起了人们的广泛研究和关注。在光电器件、光催化降解有机污染物和传感器等方面,TiO_2也具有潜在应用的前景。因此,寻求价格低廉和方法简单的一维TiO_2纳米材料制备方法及其光电性能的提高,具有重要理论意义和价值。目前,对于用湿法制备法合成二氧化钛纳米材料的报导已有很多,但是由于钛的高熔点(1668℃)和低气压(10~(-3) Torr在1577℃)的特性,所以很难实现用干法制备法在常压和低温下合成一维TiO_2纳米材料。本文采用干法与湿法制备相结合的工艺,研究了一种简单、低成本的制备高结晶度一维TiO_2纳米材料的方法,这种方法突破了传统用干法制备法合成TiO_2纳米材料的高温和高真空条件。本文还进一步展开了对其形貌、结构、生长机理、光电性质和表面改性的系统研究。所取得的主要结果如下: (1)利用溶胶-凝胶法、阳极氧化法和水热法制备三种不同形貌的TiO_2纳米材料,研究了其形貌和性能的差异。用这三种方法所制备得到的TiO_2纳米材料都具有金红石相的结构。用溶胶-凝胶法获得的是TiO_2球状结构,而用阳极氧化法得到的是TiO_2纳米管状粉末,这两种结构在正电场的作用下都表现出了明显的光伏响应特性。然而,用水热法制得的TiO_2花状结构的薄膜,即使在电场的作用下也没有光伏响应特性。 (2)研究了利用阳极氧化法在钛片和FTO导电玻璃基底(透明导电基底上)上制备了TiO_2纳米管阵列。发现基底上钛源的厚度及电解液的成分是主要决定纳米管长度的关键因素。在透明导电基底上,TiO_2纳米管阵列的长度最长只有300 nm左右。而在钛片基底上TiO_2纳米管的长度最长可达几十微米。所制备的非晶态TiO_2纳米管阵列,在700℃以下进行热退火后主要是晶化成锐钛矿相结构,当热退火温度超过700℃时,则会完全转变为金红石相结构。 (3)在用阳极氧化法制备了TiO_2纳米管阵列的基础上,于常压、低温下在阳极氧化后的钛基底或未经处理的钛片负载Pd颗粒催化剂,然后在(480-780℃)进行加热退火处理,得到了高结晶度的一维TiO_2纳米结构如纳米线、纳米带等。Pd颗粒的催化作用是降低生长温度和控制纳米结构形貌的主要因素。高结晶度一维TiO_2纳米结构的生长机制符合气-液-固和气-固生长模式。 (4)用化学浴沉积(CBD)的方法在TiO_2纳米线上敏化CdS量子点,形成TiO_2/CdS半导体复合结构。CdS量子点的大小约为3 nm,具有面心立方结构并与TiO_2纳米线紧密的接触,在TiO_2纳米线上敏化CdS的量可通过改变CBD循环次数进行控制。表面光伏特性的测试结果表明这种复合结构不仅增强了光伏响应强度,而且也拓宽了其光伏响应带,达到了敏化TiO_2纳米线的目的,这对于提高染料敏化TiO_2纳米材料在太阳能电池组件的性能具有重要的意义。 (5)利用光催化还原Ag~+的方法在TiO_2纳米线上沉积Ag纳米颗粒,并研究了该复合结构的光学性质。发现不同的Ag沉积量会使TiO_2纳米线的拉曼振动模式出现红移或蓝移的现象,并且适当的Ag纳米颗粒沉积量有利于提高TiO_2复合结构的表面光伏性能。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 万兰芳;骆智训;;AAO模板及有序纳米材料研究进展[J];科技信息(学术研究);2007年34期
2 白慧萍;卢旭晓;谭琳;杨光明;杨云慧;;氧化锌纳米线的制备及其应用研究[J];云南化工;2007年06期
3 张立德;;功能纳米材料研究的新进展[J];功能材料信息;2004年01期
4 唐海平;马权;何海平;叶志镇;Park Ji-Yong;;ZnO纳米材料的p型掺杂研究进展[J];材料导报;2010年15期
5 吴宇剑;宗兆存;;电化学沉积制备一维纳米材料方面的进展[J];科技信息;2011年09期
6 王宏智;李剑;杨金爽;姚素薇;张卫国;;电化学方法制备CdSe纳米材料的研究进展[J];电镀与精饰;2008年05期
7 李广忠;张文彦;李亚宁;;模板法制备结构可控纳米材料的研究进展[J];稀有金属快报;2007年11期
8 邱永福;兰善红;范洪波;;一维纳米材料生长控制方法的研究进展[J];东莞理工学院学报;2011年01期
9 赵铧;李韦;刘高斌;熊稳;王伟;郭富胜;;ZnO纳米材料及掺杂ZnO材料的最新研究进展[J];材料导报;2007年S3期
10 黄新民;任鑫;朱泓;;ZnO纳米线形态对其光致发光性能的影响[J];应用化学;2007年03期
11 杨友文;叶敏;吴玉程;解挺;;一维氧化铝基纳米材料的制备及其形成机理[J];化工学报;2008年09期
12 朱雯;张明;;模板电化学合成纳米材料的研究进展[J];盐城工学院学报(自然科学版);2010年01期
13 李婧;梁建;赵君芙;黄平;李慧;;阳极氧化铝模板的制备及其在纳米材料领域的应用进展[J];化学与生物工程;2010年05期
14 李祥子;魏先文;;氧化铝模板电沉积功能纳米材料研究进展[J];化学研究;2006年02期
15 段理;樊小勇;李东林;;准一维ZnO纳米材料及器件的研究进展[J];材料导报;2011年11期
16 黄艳;;模板合成法制备纳米材料的研究进展[J];江苏陶瓷;2007年03期
17 郭庆;秦丽溶;赵建伟;郝永皓;李国庆;陈鹏;;模板法合成分叉Ni纳米线阵列及其磁性能[J];功能材料;2011年S1期
18 姚会军;刘杰;侯明东;孙友梅;段敬来;莫丹;;离子径迹模板法制备纳米线[J];原子核物理评论;2006年01期
19 沈志坚,丁子上;纳米材料与纳诺技术[J];材料导报;1992年06期
20 文自立;新兴纳米功能材料[J];青海科技;1995年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王凯;吴海平;孟月娜;魏志祥;;基于有序纳米材料的功能性超级电容器研究[A];中国化学会第28届学术年会第10分会场摘要集[C];2012年
2 张立德;;纳米材料的可控制备与表征[A];中国颗粒学会超微颗粒专委会2011年年会暨第七届海峡两岸超微颗粒学术研讨会论文集[C];2011年
3 李宁;李晨;;单步水热法合成空心Fe_3O_4磁球纳米材料的探讨[A];中国颗粒学会第七届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2010年
4 车顺爱;;纳米材料在pH响应性药物释放中的应用(特邀报告)(英文)[A];生物颗粒与粉体制备、应用技术研讨会论文集[C];2010年
5 ;全国第二届纳米材料和技术应用会议[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2001年
6 ;全国第二届纳米材料和技术应用会议[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集(下卷)[C];2001年
7 周素红;姚蓓;芦庆新;陈颖;程晓松;;纳米材料的测量技术[A];纳微粉体制备与应用进展——2002年纳微粉体制备与技术应用研讨会论文集[C];2002年
8 赵廷凯;柳永宁;朱杰武;;纳米材料概述[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
9 董丽杰;李琦;张俊俊;孟雅娟;何至青;熊军;熊传溪;;大分子诱导多功能纳米材料的自组装[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
10 姚素薇;;电化学制备纳米材料及工业应用[A];2002年全国电子电镀年会论文集[C];2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 袁封;纳米材料是涂料的好帮手[N];中国化工报;2004年
2 杭州科瀚盟公司 黄海;正确认识纳米材料在纺织上的应用[N];中国纺织报;2008年
3 记者 方彬楠 通讯员 周麦玲;纳米材料绿色打印技术产业化基地落户怀柔[N];北京商报;2010年
4 记者 冯永锋;我纳米材料领域获重要突破[N];光明日报;2000年
5 刘菊花;首批纳米材料国家标准 于4月1日起正式实施[N];中国有色金属报;2005年
6 胡爱武 傅志红;纳米材料与纳米技术[N];中国包装报;2004年
7 罗刚;神奇的纳米材料安全吗[N];健康报;2005年
8 仲科;科技部部署纳米材料研究项目[N];中国化工报;2008年
9 刘英楠;新方法捕获纳米材料详细信息[N];中国高新技术产业导报;2005年
10 记者 王大军;纳米材料有助微观诊断[N];新华每日电讯;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 苏勇;一维金属氧化物纳米材料的气相合成与发光性能研究[D];合肥工业大学;2011年
2 张晓东;准一维SiC和Si_3N_4纳米材料的合成与表征[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 程志达;镍和铁纳米材料磁性的第一性原理计算及微磁学研究[D];清华大学;2010年
4 张莉;SnO_2和SnO_2基纳米材料的制备、表征和磁性的研究[D];兰州大学;2010年
5 王玲玲;ZnO纳米材料的水热/溶剂热合成与物性研究[D];东北师范大学;2010年
6 赵斌;特殊形貌TiO_2/钛酸盐纳米材料的合成与生成机理[D];华东理工大学;2011年
7 何开华;低维氮化硼纳米材料中杂质和电场行为的第一性原理研究[D];中国地质大学;2010年
8 王丹丹;氧化锌纳米材料的制备、掺杂及性能研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
9 宋运涛;金属氧化物纳米材料的液相合成研究[D];山东大学;2010年
10 鞠治成;纳米结构碳化硅和碳材料的制备与性能研究[D];山东大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杜娟;多孔阳极氧化铝模板法制备纳米线阵列[D];暨南大学;2011年
2 李英华;氧化锌纳米线阵列及其表面浸润性对蛋白质吸附的影响[D];东北师范大学;2010年
3 刘晗;低维纳米材料合成、应用与理论研究[D];复旦大学;2010年
4 秦刚;氧化铝模板的制备工艺及电沉积磁性纳米线的研究[D];中南大学;2010年
5 龚志红;超细磁性纳米线阵列的制备及性能研究[D];南京航空航天大学;2010年
6 许志兵;Fe-Pd纳米线阵列的制备与磁性研究[D];南京大学;2011年
7 田野;锂离子电池正极材料LiFePO_4纳米线的制备[D];太原理工大学;2010年
8 程竟然;多孔纳米铝阳极氧化过程的研究及其在氧化锡纳米线制备中的应用[D];北京航空航天大学;2010年
9 李康纠;CdS纳米线及其复合结构的制备和光学性质研究[D];湖南大学;2010年
10 刘小丽;纳米线的制备、电学特性测试及应用[D];中北大学;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978