形貌尺寸可控纳米氧化锌颗粒的制备及其应用

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要氧化锌由于具有宽带隙(3．37eV)和大的激子结合能(60meV)所以是一种在光电领域很有应用前景的材料。由于其良好的光电性能，例如低的传导系数，高化学稳定性和压电性，所以氧化锌可以广泛应用在室温紫外激光器，传感器和光催化等领域。而这些应用又决定于对其物理化学性质的控制，材料的性质要受结构(微结构)、颗粒尺寸，尺寸分布，表面状态和颗粒形貌等因素的影响，所以对无机材料的尺寸形貌控制研究已经引起了人们的极大兴趣。本文运用溶液沉淀法通过控制反应的实验参数制备得到了不同尺寸形貌的纳米氧化锌颗

2、粒，如球形，片状，花瓣状，为提高纳米颗粒的分散性实验中添加了表面活性剂HPc，首次利用HPC作为表面活性剂制备了单分散尺寸可控的氧化锌球形颗粒，通过系统的研究发现HPC在实验中不仅仅起到分散剂的作用，而且对氧化锌的形貌控制起着重要的作用。文章在实验基础上讨论了反应机理，初步解释了各种形貌的形成机理。另外我们还利用沉淀法在较低的温度(90℃)下，以乙酸锌和三乙醇胺作为反应物于溶液中直接沉积制得了棒状，管状以及哑铃状的Zn0，为znO一维材料的制备提供了新途径。利用溶剂热法以乙酸锌和乙醇反应制得了六角锥形结构的纳米氧

3、化锌，在整个实验中没有添加碱，模板以及表面活性剂，使得反应体系更加简单，产物更加纯净，利用透射电子显微镜(TEM)，扫描电子显微镜(SEM)，电子衍射(ED)研究了纳米氧化锌的结构，并在反应机理的基础上初步解释了这种结构的形成机理。这种特殊结构的纳米氧化锌颗粒具有很好的光学性质，将有望应用在紫外激光器和光催化等领域。在后面的光催化实验中也证实了我们的推测，以罗丹明B作为催化降解对象，实验结果表明这种六角锥形纳米氧化锌具有很高的光催化活性，通过与DegussaP25型光触媒二氧化钛的对比实验中发现其催化活性I：LP

4、25高出近一倍。关键词：氧化锌；溶液法；形貌控制；光催化哈尔滨工程大学硕士学位论文AbstractZincoxideisoneofthemostpromisingmaterialsforoptoelectronicapplicationsbecauseitswidebandgap(3．37eV)andlargeexcitonbindingenergy(60meV)．ZnOhasalsogreatpotentialapplicationsinroom-temperatureUVlasers，sensorsandph

5、otocatalysiSduetoitsuniqueelectricalandopticalproperties，suchaslowdielectriCconstant，highchemicalstahility，andgoodphotoelectricandpiezoelectricbehaviors．However，inthenanometricdomain，ithasbeendemonstratedthattheseapplicationsareusuallycloselyrelatedtoshapeand

6、SizecontrolofthenanomaterialS．IntenseinterestshavebeendevotedtoshapeandsizecontrolOftheinorganicnanomaterialS，andthepropertyiSdecidedbythestructure(microstructure)，particlesize，sizedistributing，surfacestatesandparticlemorphologyere．Inthiswork，wedescribeapreci

7、pitationmethodtosynthesisvariousshapeandsizeofzincoxide，suchasspherical，hexagonalplateandflower—like，HPCwereusedaSsurfactanttoimprovethedispersityoftheparticle，Inthiswork，wedemonstratethatmonodispersedsphericalzincoxidenanoparticlesweresynthesizedforthefirstt

8、imebyadditionofHPCasasurfactant，InaseriesoffurtherexperimentswediscoveredthatHPCnotonlycontributedtostabilizingthenanoparticleassemblybutalsoexertedvigorouscontrolorertheformationofthesph