论文题目: 纳米氧化锌的制备及其光学性能研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 材料学
作者: 吴莉莉
导师: 吴佑实
关键词: 氧化锌,低维纳米材料,水热法,合成,性能研究
文献来源: 山东大学
发表年度: 2005
论文摘要: 从广义讲,纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度(1～100nm)范围或由它们作为基本单元构成的材料,由于其明显不同于体材料和单个分子的独特性质一表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应及其在电子学、光学、化工、陶瓷、生物和医药等领域的重要应用价值,引起了世界各国研究者的共同关注。材料的制备是性能研究的基础,随着人们对纳米材料所具有的特殊性质认识的提高,纳米材料与纳米结构的合成与制备研究也日趋深入。20世纪80年代以来,零维(OD)纳米材料的合成与制备已经取得了很大的进展,但一维(1D)、准一维(quasi-1D)及二维(2D)纳米材料及其相关结构的制备和研究仍面临着巨大挑战。由于具有特殊的光学、电学、磁学和机械性能,此类低维纳米材料将是纳米材料在微电子和纳电子方面获得应用的关键,在今后相当长时期内将成为纳米材料研究的重点领域。 氧化锌是一种新型的Ⅱ-Ⅵ族直接宽带隙半导体材料,纳米氧化锌具有纳米材料和优异半导体材料两方面完美结合,在液晶显示器、太阳能电池、保护性涂层、气敏元件、固体照明光源和紫外发光器件等领域表现出潜在应用前景。目前,对纳米氧化锌的制备大体可分为物理法和化学法两类,其中基于溶液的化学合成方法由于操作简单、不需要贵重仪器、价格低廉等优点受到纳米材料制备领域研究的青睐,但由于反应物在溶液中反应过程复杂,所以反应结果不易控制,反应机制仍待明确。 本文选择氧化锌纳米体系为研究对象,侧重于纳米氧化锌的化学合成以及低维纳米形态的控制,将沉淀法、均相沉淀法、水热法和聚合物软模板法相结合,控制时间、温度、pH及反应物浓度等反应参数,合成了一系列一维和二维的氧化锌单晶纳米棒和纳米片,借助于X-射线衍射、透射电镜/高分辨透射电镜、扫描电镜等手段研究了纳米产物的物相组成和微结构,探讨了氧化锌纳米棒的反应过程和形成机制;借助于X-射线光电子能谱、傅立叶变换红外光谱、紫外光谱、光致发光光谱等手段表征和探讨了氧化锌纳米产物的谱学特征和光学性能;尝试进行了稀土离子掺杂氧化锌纳米晶体系的发光性能研究。 将沉淀法和水热法相结合,以表面活性剂为添加剂,制备了六角纤锌矿型氧化锌单晶纳米棒,发现增大反应的pH值,产物由棒状向纺锤形转化,纳米棒长
论文目录:
摘要
ABSTRACT
本文主要创新点
第一章 绪论
1．1 引言
1．2 纳米材料的基本概念及其组成与分类
1．3 纳米材料的基本理论及性能
1．4 纳米材料的历史发展概况及应用前景
1．5 纳米材料的制备方法
1．6 氧化锌半导体纳米材料的研究进展
1．7 本课题研究目的、意义及主要研究内容
参考文献
第二章 水热法制备氧化锌纳米棒及其性能研究
2．1 氧化锌纳米棒的制备及结构性能表征
2．1．1 引言
2．1．2 实验部分
2．1．3 结果与讨论
2．1．3．1 前驱体产物的X-射线衍射(XRD)物相分析
2．1．3．2 氧化锌产物的X-射线衍射(XRD)物相分析
2．1．3．3 氧化锌样品的傅立叶变换红外光谱分析
2．1．3．3 氧化锌样品的形貌及微结构分析
2．2 氧化锌纳米棒的取向连结生长(Oriented attachment growth)
2．2．1 引言
2．2．2 氧化锌产物的形貌分析及形成机理研究
2．3 氧化锌纳米棒的紫外-可见光谱吸收
2．3．1 引言
2．3．2 氧化锌纳米棒的紫外-可见光谱吸收
2．4 退火对氧化锌纳米棒微结构及光致发光性能的影响
2．4．1 引言
2．4．2 样品处理
2．4．3 退火后样品的物相及形貌分析
2．4．4 退火后样品的光致发光(PL)光谱
2．5 本章小结
参考文献
第三章 以聚合物和表面活性剂为软模板水热法合成特殊形态的氧化锌纳米晶
3．1 复杂形态纳米氧化锌的制备及影响因素
3．1．1 引言
3．1．2 实验部分
3．1．3 结果与讨论
3．1．3．1 X-射线衍射(XRD)分析
3．1．3．2 ZnO样品的形貌分析及反应时间对产物形态的影响
3．1．3．3 表面活性剂浓度对产物形态的影响
3．1．3．4 反应物配比对产物形态的影响
3．1．3．5 添加剂对产物形态的影响及产物的形成机理
3．1．3．5．1 聚合物与阴离子表面活性剂的相互作用模型
3．1．3．5．2 复杂形态 ZnO纳米晶的形成机理分析
3．1．3．6 ZnO样品的室温下光致发光(PL)光谱
3．2 聚丙烯酰胺辅助水热法制备ZnO纳米棒
3．2．1 引言
3．2．2 实验部分
3．2．3 结果与讨论
3．2．3．1 X-射线衍射(XRD)与透射电镜(TEM)分析
3．2．3．2 氧化锌样品的傅立叶变换红外光谱分析
3．2．3．3 氧化锌样品的紫外-可见吸收光谱
3．2．3．4 添加剂 PAM和溶剂对纳米棒粒径和形貌的影响
3．3 十二烷基磺酸钠辅助水热法制备ZnO纳米晶
3．3．1 引言
3．3．2 实验部分
3．3．3 结果与讨论
3．3．3．1 X-射线衍射(XRD)与透射电镜(TEM)形貌分析
3．3．3．2 氧化锌样品的红外光谱(FTIR)与紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)
3．3．3．3 ZnO样品的室温下光致发光(PL)光谱
3．4 本章小结
参考文献
第四章 均相沉淀法制备网状氧化锌单晶纳米片及氧化镍纳米线
4．1 网状氧化锌纳米晶的制备及性能表征
4．1．1 引言
4．1．2 实验部分
4．1．3 结果与讨论
4．1．3．1 前驱体产物的形貌及物相分析
4．1．3．2 氧化锌样品的扫描电镜及 X-射线能谱分析
4．1．3．3 氧化锌样品的透射电镜形貌分析
4．1．3．4 氧化锌样品的紫外-可见吸收和光致发光光谱
4．1．3．4 机理探讨
4．2 均相沉淀法制备氧化镍纳米线
4．2．1 引言
4．2．2 实验部分
4．2．3 结果与讨论
4．2．3．1 X-射线衍射分析
4．2．3．2 前驱体粉末的形貌和红外光谱分析
4．2．3．3 氧化镍纳米线的透射电镜分析
4．2．3．4 水热法制备氧化镍纳米粉末的透射电镜分析
4．3 本章小结
参考文献
第五章 稀土掺杂氧化锌纳米晶的发光性能研究
5．1 引言
5．2 实验部分
5．3 结果与讨论
5．3．1 掺杂 ZnO纳米晶的 X-射线衍射物相分析
5．3．2 掺杂 ZnO纳米晶的紫外-可见光谱分析
5．3．3 掺杂 ZnO纳米晶光致发光光谱分析
5．4 本章小结
参考文献
第六章 本课题工作总结与研究展望
攻读博士学位期间主要科研成果
致谢
学位论文评阅及答辩情况表
发布时间: 2005-10-17
参考文献
- [1].二氧化锡纳米材料的低温液相法合成及其光催化性能研究[D]. 王晶.西北工业大学2017
- [2].超重力技术构建有机小分子纳米材料及其性能研究[D]. 吴凯.北京化工大学2018
- [3].二维过渡金属硫族化合物纳米材料在生物医学中的应用[D]. 刘腾.苏州大学2017
- [4].ZnO纳米材料的表面修饰及其光电化学性能研究[D]. 张云龙.中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)2018
- [5].铋基光热纳米材料的制备与肿瘤多模式成像和热化疗研究[D]. 李正林.哈尔滨工业大学2018
- [6].新型功能化二维二硫化钼纳米材料的制备及其在蛋白质组中的应用研究[D]. 夏朝双.西北大学2018
- [7].基于九种纳米材料的电化学传感研究[D]. 杨子印.西北大学2018
- [8].光学纳米材料的制备与miRNA传感研究[D]. 王丹晨.南京大学2012
- [9].全无机卤素钙钛矿纳米材料的制备，光学性质及应用探索[D]. 李晓明.南京航空航天大学2017
- [10].纳米材料对细胞染色质结构和组蛋白修饰的影响研究[D]. 高飞.武汉大学2016