【摘 要】
:
氧化锌(ZnO)是一种典型的宽禁带、高激子束缚能的半导体材料,具有优良的光学、电学、力学和磁学性能等,是近来研究最为广泛的半导体材料。此外,氧化锌材料还具有多种形态,其不同形状和尺寸所具有的不同性能可以被应用到多个领域中。其中,中空微球结构的氧化锌纳米材料由于具有密度小、比表面积大、稳定性和表面渗透性良好、空心部分可容纳大量客体分子和大尺寸客体等特点,从而可在化学、生物和光电等领域有巨大的应用潜力
论文部分内容阅读
氧化锌(ZnO)是一种典型的宽禁带、高激子束缚能的半导体材料,具有优良的光学、电学、力学和磁学性能等,是近来研究最为广泛的半导体材料。此外,氧化锌材料还具有多种形态,其不同形状和尺寸所具有的不同性能可以被应用到多个领域中。其中,中空微球结构的氧化锌纳米材料由于具有密度小、比表面积大、稳定性和表面渗透性良好、空心部分可容纳大量客体分子和大尺寸客体等特点,从而可在化学、生物和光电等领域有巨大的应用潜力。故合成单分散性好、尺寸可控的氧化锌中空微球结构引起了科研人员的高度重视。就目前而言,制备中空结构的方法大多必须经过一些复杂的物理化学过程,而且还有在反应过程中容易产生副产物、工艺复杂且制备成本较高等缺点。因此,人们迫切的希望能够通过一种工艺简单、成本低廉、绿色环保的方法来制备它。首先,本文采用水热法制备了分散性与均一性良好的模板碳球。然后,以此为模板,采用化学浴沉积法和浸渍法制备氧化锌中空微球。采用one-pot法以葡萄糖、果糖、蔗糖为碳源成功制备了氧化锌中空微球。根据实验事实与综合分析最终选择用淀粉作为碳源制备氧化锌中空微球,并分析淀粉水溶液和锌离子浓度的摩尔比以及烧结过程中升温速率对产物形貌与结构的影响。此外,本文还对中空微球的形成机理加以分析。实验采用XRD、SEM、TEM来研究产物晶体结构及形貌特征。具体成果如下:(1)在以葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉四种糖类作为碳源,水热法制备碳球模板的过程中,实验结果表明:在不同的实验条件下,以淀粉作为碳源得到的碳球分散性和均匀性最好,且碳球粒径在550-750纳米之间。(2)在本实验室用化学浴沉积法制备薄膜研究的基础上,创新地提出了一种用化学浴沉积法制备氧化锌中空球的方法。但是,经过多次实验研究,改变实验参数后,并没有获得理想的氧化锌中空微球结构。(3)以水热法制备的碳球作为模板,用浸渍法制备氧化锌中空微球。研究发现,中空微球的粒径可以通过改变模板碳球的尺寸来调节。制得的氧化锌中空微球的均一性较好,但是存在一定的团聚黏连现象。(4)使用one-pot法以葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉作为碳源成功制备了氧化锌中空微球。其中,以淀粉为碳源得到的球壳结构最完整,球壳表面孔隙最小。故选择淀粉作为碳源,用one-pot法来制备氧化锌中空微球,并研究淀粉水溶液和锌离子浓度的摩尔比和升温速率对中空微球形貌与结构的影响。结果表明,当淀粉水溶液的浓度保持不变,只改变锌离子浓度时,并不影响所得微球的粒径,影响的是产物的形貌与结构。此外,本文还对one-pot法制备氧化锌中空微球的生长机理进行了分析。
其他文献
钕铁硼稀土永磁体,具有超强的永磁性能,在电子、信息、通讯工程、自动化、航空航天、国防、节能电机、风力发电、电动汽车等领域得到了重要的应用。钕铁硼磁体的耐蚀性能差,长时间暴露湿热的空气中,会加速晶间腐蚀,导致基体粉化、失重,影响其使用寿命。目前钕铁硼永磁体防腐主要采用传统的电镀方法,电镀行业常伴有毒和有害的废液产生,不仅污染环境还伤害人体健康,不符合绿色环保的理念。寻找新型绿色环保并且有效的防腐涂层
不锈钢原材料价格,特别是镍、钼元素的价格的波动,给不锈钢产品特别是奥氏体不锈钢的成本造成剧烈冲击,受高性价比需求和镍资源节约的推动,节约型不锈钢的发展近年来十分迅猛。节约型双相不锈钢是一类含氮、低镍、低钼或不含铝的资源节约型双相不锈钢。2101是经济型双相不锈钢中最典型的钢种,该双相不锈钢具有高强度,同时具有优异的塑韧性和耐腐蚀性、特别是耐点蚀性能优良。本文在分析国内外大量文献资料和产品资料的基础
随着材料科学、智能制造、信息技术的发展,传统刚性机器人应用范围有限。顺应人工智能、人机共融发展趋势,结合智能材料、远程控制的仿生机器人研究成为机器人领域研究热点。其中,仿生机器人的驱动方式成为了仿生机器人的研究重点。无缆驱动仿生机器人因不受引线限制、控制灵活等优点引起了大量学者的研究兴趣。然而,无缆驱动仿生机器人存在依赖于特定条件、发生材料破坏等问题而限制了其应用范围。本文提出一种基于马兰戈尼效应
纳米磁性材料广泛应用在信息技术等领域,并日益显示出其重要性。超细晶FePt纳米磁性材料具有较高的磁晶各向异性,同时保持高的矫顽力、较强的耐磨性和耐腐蚀性,以及良好的热稳定性和化学稳定性。因而在理论上若获得纳米软、硬磁相交替分布的理想组织,其性能有望超越钕铁硼等强磁性材料,成为下一代超高密度磁记录材料。本文研究了累积叠轧制备的多层纳米结构FePt合金在强磁场作用下的退火组织和磁性能。对累积叠轧后的纳
咖啡胶囊的生产主要由咖啡胶囊预制以及咖啡胶囊的填充封装两个部分组成,咖啡胶囊底部铝箔焊接作为咖啡胶囊预制生产过程中的一个关键工序,铝箔焊接质量的好坏直接影响咖啡胶囊制品的质量。为了进一步实现咖啡胶囊生产的自动化,本论文在咖啡胶囊底部铝箔焊接设备设计的基础上,利用机器视觉及深度学习技术研究了咖啡胶囊铝箔焊接质量及表面缺陷检测方法。首先根据咖啡胶囊底部铝箔焊接的功能需求,完成了咖啡胶囊底部铝箔焊接设备
智能制造是提高工业生产水平的战略发展趋势,机器视觉是实现智能制造的关键技术内容。在图像处理领域,图像匹配是机器视觉的重要理论基础,被广泛应用于视觉定位、机器人抓取、目标跟踪、三维重建等领域。匹配场景的复杂性和工业生产日益提升的生产标准要求图像匹配算法具有较高的匹配速度、精度和鲁棒性。为了满足不同应用场景下目标定位需求,针对现有图像匹配算法仅利用单层、低层特征进行图像匹配的不足,本文提出基于多层次语
负重是一种人类生活中十分重要的活动,在学生、旅行者和士兵群体当中尤为常见,携带沉重的负载会增加代谢消耗,严重的会导致人体肌骨系统损伤。如何消除和减缓这些负面影响,提高生活质量,是当前的一个热点难点问题。本文在分析自然界负重现象的基础上,提出了调控负载竖直方向的运动来减少人体负重行走时代谢能消耗的思想。本文运用工程科学方法,结合人体运动机能学,提出了一种减少人体负重行走代谢能消耗的动力背包设计方法,
以东北大学负责研发的武汉钢铁集团高硅电工钢Fe-6.5%合金的“薄带连铸-温轧”试验机组项目为背景,通过有限元数值模拟和温轧实验研究相结合的方法,开展了难变形金属温轧过程变形区温度模型的研究。论文的主要工作及成果如下:(1)介绍金属材料温轧工艺及温度模型研究基本原理,剖析卷取式温轧实验机组及其工作原理。温轧机组主要用于难变形金属薄带的温轧成形,主要功能除了基本的炉卷轧制功能外,还包括轧件感应加热、
在基于硅通孔(TSV)三维高密度集成技术中,晶圆减薄是关键工艺技术之一,减薄过程中面临更多未知的界面和表面问题,如表面微裂纹、界面扩散、位错等,严重影响工艺的一致性和器件的可靠性。本文以含TSV结构的晶圆为对象,通过经典分子动力学(MD)方法对其减薄过程进行相关研究,具体研究内容如下:首先,基于TSV中的介质层结构建立了单/多晶铜的纳米减薄的MD模型,研究了磨粒对单/多晶铜表面形貌的影响以及内部缺
随着网络信息技术和计算机软硬件技术的快速发展,三维模型的数量和对模型检索的需求也在快速增长。现今常用的搜索引擎主要是基于语义提供检索服务,但仅依靠文字描述对三维模型进行检索具有一定局限性,此类检索方式的主观性太强,因此基于内容的三维模型检索方式应运而生。本论文从模型检索、模型视图集提取、模型库聚类三个方面展开研究,主要内容及创新点如下:(1)提出了一种基于曲率分布的全局特征检索方法。首先根据全局离