氧化鋅基微-納米結構的制備及性質研究.pdf

1、在本文中，我們以氧化鋅為研究主線，通過水熱/溶劑熱法、溶膠-凝膠法和熱分解法制備了多種具有新穎形貌的ZnO微/納米結構，并對其生長機理和性質進行了分析研究。同時，還制備了ZnO-RGO復合材料和過渡族金屬離子摻雜的ZnO微米結構，并對其性能進行了測試分析。
　　論文主要內(nèi)容介紹如下：
　　在ZnO微米結構的研究中，我們采用了一種簡單有效的溶劑熱法制備了具有代表性的漢堡狀結構和其他多種頭對頭的ZnO微米結構。通過時間依賴實驗對

2、漢堡狀ZnO微米結構的形成過程和生長機理進行了分析，在反應初期得到C3H6O3Zn前驅體，然后在不改變形貌的基礎上以此為模板轉變成ZnO，最后通過奧斯特-瓦爾德熟化機制得到中間斷開并且具有空腔的半個漢堡狀ZnO微米結構。當保持其他實驗參數(shù)，只研究水與丙三醇的體積比對產(chǎn)物晶相和形貌的影響時得出，隨著混合溶液體系中水的比例的增加，產(chǎn)物由C3H6O3Zn逐漸轉變成ZnO。此外，我們還研究了不同醇替代丙三醇時對ZnO形貌的影響。與單羥基醇相比，

3、多羥基醇與水組成的混合溶液體系更容易得到存在空腔的ZnO結構。
　　另一方面，我們通過簡單有效的液相合成法在較低溫度（90℃）下制備了前驅體檸檬酸鋅的微米球，直徑約為1~3μm。通過控制檸檬酸鋅的濃度和表面活性劑檸檬酸鈉，得到了梭形、花狀和六方片狀ZnO結構。與不添加檸檬酸鈉所得到的ZnO結構相比，檸檬酸鈉抑制了晶體沿c軸（0001）晶面方向的生長進而得到了六方片狀微米結構。然而，不管是梭形結構還是片狀結構都可以組裝成為花狀結構。

4、通過對不同形貌氧化鋅結構的SEM表征分析，本章給出了梭形結構ZnO的生長機理：一個片狀晶核定向吸附在另一個片狀晶核上分別沿著垂直于（0001）晶面的方向生長，又因為（0001）晶面具有較快的生長速率，因此在生長過程中逐漸消失，成為最終的梭形結構。
　　在ZnO納米結構及其復合材料的研究中，我們采用簡單的高溫熱分解法，以醋酸鋅和油胺（OAm）為原料反應得到ZnO納米結構單元，又進一步通過定向吸附生長（OA）過程得到單晶的ZnO花狀結

5、構；通過改變攪拌速率制備出了不同形貌和大小的ZnO結構，探究了攪拌速率對ZnO晶體生長的影響：攪拌速率0

6、s與RGO進行復合得到的ZnO-RGO NCs材料在光催化性能方面得到了一定的提高，主要是因為復合RGO促進了紫外光和染料的吸收，導出電子抑制了電子-空穴對的復合?？梢?，我們所制備的ZnO NFs及ZnO-RGO NCs材料具有優(yōu)異的應用潛質。
　　在過渡族金屬離子摻雜ZnO的研究中，通過溶劑熱法制備了多種過渡族金屬離子摻雜ZnO的微米結構，研究發(fā)現(xiàn)，在Ni2+、Co2+和Fe2+三種離子摻雜的ZnO樣品中Ni2+離子摻雜的ZnO