模板法低维纳米氧化锌的制备与表征

来源 :浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jueqidf_1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
ZnO由于同时具有优异的半导体、压电、热电和荧光特性而一直得到广泛的关注和应用。尤其是在近年来发现ZnO作为一种典型的直接带隙半导化合物,室温下的禁带宽度为3.37eV,激子结合能为60meV,可用于短波长半导体激光器、紫外光发射和探测器件、透明半导体、机电耦合传感器等光电子纳米器件,使得ZnO成为纳米领域的研究热点。本论文综述了近年来纳米氧化锌的制备方法及它们的应用状况。鉴于气相法制备纳米氧化锌需要昂贵的实验设备、较高的实验温度、且产物收集困难,本研究着眼于液相法制备低维纳米氧化锌材料,主要包括可以低成本规模化生产的水热/溶剂热法、溶胶—凝胶法和直接反应沉淀法,通过不同的制备条件来实现对纳米氧化锌的形貌控制并对纳米氧化锌的形貌控制机理进行了系统的研究。最后为了实现纳米氧化锌的有序可控生长,深入研究了利用模板法制备纳米氧化锌,并对其结构和性能进行表征。本文的主要工作和取得的主要结果如下:1.水热法中,选用聚乙二醇(PEG)为软模板,水为溶剂,调节Zn2+╱OH浓度,成功制备出包括纳米碗、纳米棒、纳米花在内的多种形貌纳米氧化锌。PEG在水溶液中的分相团聚现象是合成纳米碗和纳米花纳米结构的决定性因素。2.溶剂热法中,选用聚乙二醇(PEG)为软模板,乙醇与水为混合溶剂,调节Zn2+╱OH-浓度,制备出包括纳米线、纳米棒、六角螺母、六方棱柱在内的不同形貌纳米氧化锌,探讨了PEG作为软模板对产物形貌的控制。由于PEG会同时和溶剂分子及Zn2+产生化学键和,因此PEG的作用主要受到[OH-]/[Zn2+]的影响。只有在[OH-]/[Zn2+]=2:1时才能够得到一维纳米氧化锌,在[OH-]/[Zn2+]=1:1的条件下则只能形成六角螺母和六方棱柱,在其他更高的反应物浓度比范围则形成纳米棒同十四面体的混合体。3.采用两步阳极氧化法,以草酸为电解液制备出高度有序的多孔氧化铝,孔洞垂直铝片表面呈六方蜂窝状排列,孔径大小一致并可通过阳极氧化参数调节孔道尺寸,为定向有序生长纳米氧化锌提供完美模板。4.以醋酸锌为先驱体配置溶胶溶液,通过浸渍法、滴入法和真空抽滤法,在毛细管力、重力和大气压力作用下,将ZnO胶体渗入阳极氧化铝模板的孔道,利用模板的空间限制效应,控制氧化锌纳米线的生长位置和尺寸。其中,以真空抽滤法的效果最佳,可获得直径约60nm,长达几微米的氧化锌纳米线阵列。5.以氨水为矿化剂采用直接反应沉淀法制备纳米氧化锌,在不同锌离子浓度下,pH值以及温度的条件下成功得到星状、针状、棒状等不同形貌的低维纳米氧化锌材料。在直接反应沉淀法的基础上选用制—维纳米氧化锌的最佳条件并将阳极氧化铝模板引入反应体系作为异相形核生长的基板,成功制备出了直立的片状氧化锌纳米晶有序阵列。6.水热法和直接沉淀法可以制备结晶完好的氧化锌纳米颗粒,具有较好的本征蓝紫光(约390nm)发光特性,但由于颗粒形貌各异、分布无序,发光峰宽化,且样品中存在较多氧空位,出现绿光(约460nm)和橙黄光(>500nm)的发射。利用多孔氧化铝模板有序的孔洞排布,可以控制氧化锌纳米结构的生长位置和形貌,特别是结合真空抽滤手段生长的有序纳米线阵列,仅在蓝紫光区域出现强烈发光峰,具有良好的发光性能。
其他文献
田家英自幼家贫,当过学徒。奔赴延安后,成为有名的“党内才子”。毛泽东是他理想中的人民领袖,他说:“我对主席有知遇之感。”那么,是什么使《毛泽东慧眼识田家英》的? Tian
【正】 本产品是工业上不可缺少的润滑剂,尤其随着汽车运输、金属加工、军事、航空等工业的发展,需求量不断增加,市场十分广阔。本生产技术通过脱水、精制、过滤、调制等工艺
在对纳米生物材料以及生物医学领域进行深入的文献调研的基础上,以各种生物相容性和生物可降解性的纳米材料为研究对象,设计合成了几种复合型多功能的纳米体系,并对其相应的
2006年4月29日,深圳市宝安区大浪街道办事处正式挂牌成立。三年来,在宝安区委区政府的正确领导下,在区各有关部门的大力支持下,党工委、办事处正视底子薄、基础差的发展现实,
从生态女性主义视角来对比分析《飘》与《啊,拓荒者》可以看出,两部小说虽出自不同作者之手,但它们都展现了女性在男权压抑下的生活。女主人公斯嘉丽和亚力山得拉积极反抗父
ue*M#’#dkB4##8#”专利申请号:00109“7公开号:1278062申请日:00.06.23公开日:00.12.27申请人地址:(100084川C京市海淀区清华园申请人:清华大学发明人:隋森芳文摘:本发明属于生物技
以学生外显行为构建数学抽象素养培养现状的测评问卷,对贵州省都匀市内都匀一中、二中及民中学生进行测评研究。结果表明:学生数学抽象素养整体处于中等偏上的水平,且学生数
本文应用原子转移自由基聚合(ATRP)、点击化学及超临界二氧化碳(scCO2)技术制备了基于水凝胶(hydrogel)和聚苯胺(PANI)的复合材料,选取以下几种结构体系进行研究,从各个角度
<正> 随着无线局域网(WLAN)、第三代互联网技术(3G)等无线互联网技术的产生和应用,无线网络使人们的网上生活变得更加轻松自如,那种拿着笔记本电脑,在智能大厦里的任意地方行