zno多孔薄膜的模板组装制备研究

《zno多孔薄膜的模板组装制备研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要本实验以醋酸锌(Zn(CH3COO)2"2H20)为原料，以高分子表面活性剂(聚乙二醇PEG和聚苯乙烯微球PS)为模板，合成了热稳定性较好的ZnO多孔薄膜。对溶胶．凝胶过程发生的物理化学变化进行了系统的分析，确定了溶胶．凝胶的形成条件。考察了各种工艺参数对ZnO薄膜的微观结构及性能的影响，同时对聚乙二醇PEG的模板机理进行了初步的探讨。络合剂的加入可以有效地抑制Zn(CH3COO)2·2H20强烈水解，使锌溶胶体系更加稳定，其中由二乙醇胺(DI认)作络合剂所得溶胶合成的ZnO薄膜具有较好的孔结构，比表面积约为49．5m2／g。ZnO多孔薄膜孔径大小和分布密度与模板剂PEG的添加量和

2、分子量有关。低分子量薄膜孔径小且孔密度较高，分子量增大易使孔密度降低；孔径和孔密度都随PEG添加量的增大而增大。水浴温度和络合剂的加入量对薄膜表面形貌有重要影响。热处理制度是控制薄膜微观结构的一个工艺因素。实验得出，为获得完整的薄膜多孔结构，应该在焙烧过程中保持低的升温速率。用无皂聚合法制各了聚苯乙烯微球(Ps)，以浸渍．提拉法制备Ps阵列模板，以二乙簿胺(NH(C2H20H)2)、醋酸锌(Zn(CH3COOh·2H20)、乙醇和水等配制的前驱体溶胶填充Ps阵列模板间隙，经过干燥过程原位形成凝胶，最后通过焙烧除去阵列模板得到多孔ZnO薄膜。重点讨论了模板在溶胶中的浸渍时间、溶胶的浓度及

3、多层阵列模板对多孔结构形成的影响。通过TG．DTA分析、XRD、TEM、SEM、UV_VIS光谱对结构和性能进行了表征。关键词：氧化锌；PS模板：无皂聚合；浸渍．提拉：溶胶．凝胶；多孔薄膜；聚乙二醇ABSTRCTHighly-orderedNanocrystallineZnOporousfilmswithhighthermalstabilityweresynthesizedusingzincacetate(Zn(CH3COOh’2H20)asprecursorandorganicsuffactant(polyethyleneglycol(P嚣G)，polystyrenespheres(

4、PS))astemplates．Thephysicalandchemicalchangesduringthesol—gelprocesswereanalyzedsystematicallyandtheconditionfortheformationofsol-gelwasdetermined。TheinfluenceofexperimentalparametersonthemicrostructureandcharacteristicsofZnOfilmswasstudiedandthetemplatingmechanismofPEGwasdiscussed．Thehydrolyzin

5、geffectofZn(CH3COO)2"2H20wasobviouslyreducedaftercomptexingagent'sadditionandthesolsystemofzincbecamemorestable．Moreover,abetterporousstructurewithabout49．5mRspecificsurfaceareawasobtainedusingdiethanolamine(DEA)ascomplexingagent．Thesizeanddensityofporesarerelatedtothequantityandmolecularweighto

6、fPEGtemplate．TheaverageporediameterofthefaressynthesizedbyPEGwithlowmolecularweightissmallerandtheirdensityishigherwhilebothofthediameteranddistributionoftheporesincreasewiththeincreaseofPEGcontent。ThewaterbathtemperatureandtheamountofeomplexingagenthavesignificantinfluenceuponsurfacepatternofZn

7、Ofilmandheat-treatmentisaprocessingparameteraffectingthefilmmierostmeture．Theexperimentshowsthatitisveryimportanttoprepareporousfilmsatlowerheatingrate。oratactemplateswerepreparedbydip-coatingusingPSwhichwerefabricatedbysoap