纳米ZnO、SnO2功能性粉体的超声喷雾法制备及其性能研究

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在综述有关纳米材料性能、制备及其应用的研究进展的基础上,本文采用超声喷雾共沉淀技术制备了纳米氧化锌、氧化锡粉体,并对其工艺技术进行了研究和探索。研究了反应时间与烧结温度对纳米ZnO及SnO2颗粒的形貌和尺寸的影响规律;探讨了Eu3+离子的掺杂浓度对纳米氧化锌粉体的发光性能的影响;详细地研究了掺杂Ce的纳米SnO2粉体的物相结构、颗粒形貌及稀土Ce离子的掺杂对SnO2粉体的气敏性能的影响。具体内容简要归纳如下: 1.在常温常压条件下,利用硝酸锌溶液和碳酸铵溶液进行化学反应制备了氧化锌粉体,重点研究了氢氧化锌脱水生成ZnO的化学处理条件。结果表明,所获ZnO纳米粒子的平均粒径在3545nm,结晶程度好且均匀性较好。 2.将Zn(NO32、Eu(NO33的溶液混合后,进行超声喷雾共沉淀反应制备了掺铕氧化锌粉体,借助于XRD、SEM、荧光光谱仪对粉体的晶相、形貌及发光性能进行了表征,并研究不同Eu掺杂量对纳米氧化锌粉体发光性能的影响。 3.以CO(NH22为沉淀剂,应用新型的超声喷雾技术,将SnCl4溶液及SnCl4与Ce(NO33的混合溶液分别加入到沉淀剂中,获得的前驱体沉淀物经过不同温度煅烧,制备了氧化锡以及Ce稀土离子掺杂纳米粉体。详细地研究了反应时间与煅烧温度对纳米SnO2粉体的形貌和尺寸的影响规律,以及前驱体沉淀物脱水化学处理的条件。研究结果表明,获得的SnO2纳米粒子为均匀的、分散的、尺寸为1020nm的纳米颗粒。以该粉体为基础制备了相应的气敏元件,测定了气体灵敏度与温度、气体浓度和稀土元素掺杂的关系。研究测试表明,纳米SnO2半导体气敏元件对NO2气体有良好的响应-恢复特性,并且具有较高的灵敏度和较低的工作温度,而稀土元素铈的掺杂能明显提高SnO2粉体的气敏性能。
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