【高分子材料与工程】【毕业设计+开题报告+文献综述】高分子模板法制备ZnO纳米材料及其表征

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1、（20届）本科毕业设计高分子模板法制备ZnO纳米材料及其表征II摘要:本论文利用高分子模板法制备出了具有ZnO纳米柱。运用各种表征和测试技术，例如透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、光致发光光谱(PL)对所制备的ZnO纳米柱进行了分析研究。研究结果如下：采用PVA模板，通过PVA与乙酸锌之间发生的离子络合反应，在PVA亚浓溶液所提供的空间位阻力作用下，经过烧结，在玻璃基底上获得了呈放射状排列的ZnO纳米柱。对其生长机理进行了详细研究。研究表明，在ZnO优先取向生长特性影响下，ZnO晶核沿径向各向异性生长，由于ZnO纳米晶晶面的吸附作用和各族晶面生长速率的比例受到

2、影响，同族晶面得不到同等的发育，最终形成呈簇形排列的纳米柱。关键词:氧化锌纳米柱；高分子模板法；光学性能IIAbstract:Inthispaper,variousmorphologiesofZnOnanostructuredmaterialsarepreparedbypolymertemplate.Theresultsofthepresentstudyarelistedasfollows：One-dimensionalZnOnanorodsalignedinradialclusterwerefirstlysynthesizedbyPVAsoft-template.Theg

3、rowthofZnOnanorodsiscontrolledbychangingannealingtemperature．ItisshownthatZnOnanorodstendtobeuniformandthecrystallizationisgraduallyimprovedwiththetemperatureincreasingfrom400to700oC.Thegrowthmechanismisdiscussed.PreferentialgrowthofZnOcrystalsishelpfulforgrowingalongradialdirectionanisotr

4、opicallyofZnO.Atthesarnetime,developmentofthesamecrystalfacetsandthevariouscrystalfacetsrelativegrowthrateofZnOarealsoinflunced,whichleadtotheformationofnanorodsinradialclusters.Keywords:ZnOnanorods;polymertemplatemethod;OpticalpropertiesII目录摘要IAbstractII1绪论11．1ZnO纳米材料的研究现状11.1.1ZnO的结构特点11

5、.2ZnO和纳米ZnO的性质和应用21.2.1Zn0的电学特性21.2.2ZnO的压电特性31.2.3ZnO的气敏特性31.2.4ZnO的光电特性31.3ZnO纳米柱的制备41.3.1固相法41.3.1.1机械粉碎法41.3.1.2固相反应法41.3.2气相法41.3.2.1化学气相氧化法41.3.2.2激光诱导化学气相沉积法51.3.2.3喷雾高温分解法51.4高分子模板法51.4.1模板法概述51.4.2高分子金属络合物基本理论61.4.3聚乙烯醇的基本性质61.4.4高分子模板法基本思路71.5相关表征方法81.5.1X射线衍射(XID)81.5.2扫描电子显微镜（S

6、EM）101.5.3荧光光谱（PL）112实验部分122.1实验试剂122.2实验所用设备122.3实验内容122.4分析方法133结果与分析143.1X射线衍射分析143.2TEM形貌观察143.3光学性质163.4ZnO纳米柱形成机理分析164结论18致谢19参考文献201绪论1．1ZnO纳米材料的研究现状1.1.1ZnO的结构特点ZnO的晶体结构是六方晶体(纤锌矿)，每个阳离子(Zn2+)都处于近四面体顶点位置的四个阴离子(02-)包围的包围中，同样的，每个阴离子都被四个阳离子Zn2+所包围，原子按四面体排布，两者的配位数都等于4，在最近邻的四面体中，平行于C轴方向的

7、氧和锌之间的距离为0．1992nm，而其它三个方向则为0．1973nm。晶格常数为a=O．325nm，c=O．521nm。自从Z.K.Tang[1]等人报道了gnO薄膜的光象浦近紫外受激发射后，有关ZnO材料的研究已经成为国际前沿课题中的热点。图表1ZnO晶体结构示意图ZnO与Si、GaAs、CdS、GaN等比较常见的半导体材料相比，具有以下三大优点：首先激子束缚能高达60meV(GaN为25meV)，大大高于室温热离化能(26meV)，因此在室温下也有比较高的激子浓度，发光效率较高，耗能相对比较低，工作温度高，是